搬送機構及びこれを用いた微小化学分析システム
【課題】微小固体や液滴を搬送することができる搬送機構、及びこの搬送機構を用いた微小化学分析システムを提供することを目的とする。
【解決手段】所定の搬送方向に搬送される被搬送体２０と、前記搬送方向に移動するときは被搬送体２０と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは被搬送体２０との係合が解除される搬送体３０と、駆動により前記搬送方向及びその反対方向に搬送体３０を往復移動させる駆動部４０を備える搬送機構１０。
【解決手段】所定の搬送方向に搬送される被搬送体２０と、前記搬送方向に移動するときは被搬送体２０と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは被搬送体２０との係合が解除される搬送体３０と、駆動により前記搬送方向及びその反対方向に搬送体３０を往復移動させる駆動部４０を備える搬送機構１０。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送機構、詳しくはマイクロアクチュエータを用いて微小な被搬送体を搬送する搬送機構、及びこれを用いて試料等が搬送される微小化学分析システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体微細加工技術を用いて機械素子などの製作を行うマイクロマシン技術は様々な分野への応用が進展している。医療や環境測定の分野においては、超小型のポンプ、バルブ、センサなどを集積化した微小化学分析システム（μＴＡＳ：Micro Total Analysis System）が最近盛んに研究がなされている。この微小化学分析システムは、化学分析システムの各要素をマイクロマシン技術により小型化し、基板上に集積することにより、システムの小型化、低価格化を可能とするとともに、分析に必要なサンプルや試薬の量や分析により生じる廃液の量を大幅に低減することができる。
【０００３】
微小化学分析システムを構成する主要な要素の１つとして搬送機構がある。この搬送機構は、分析に必要な試料、試薬を搬入口から導入して所定の分析、計測、混合、反応、分離部、検出等の各部位に搬送し、その後の廃液を排出口まで搬送するものであり、ポンプ、バルブ、流路（チャネル）等からなっている。例えば、特許文献１には、圧電素子を用いて液体を精度よく微小量噴出する液体ディスペンサが、特許文献２には、流体分析に適した微細な流体搬送構造がそれぞれ開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２３４８６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の微小化学分析システムを構成する搬送機構においては、試料を流路に流して搬送していたので、分析に最小限必要な量を超える量の試料を必要とし、１回の分析に余分な量の試料を必要とする問題があった。特に生化学分野では必要とする試料の量は少ない方が望ましく、また、一定量の試料がないため分析できないこともあった。さらに、廃液の量も多くなる問題があった。また、流路等に試料が付着するため、新たな試料の分析を行い再利用するためには、流路等を洗浄する必要があり、１回の使用のみで使い捨てる場合には、コスト的に割高なものとなるとともに、対環境性に問題があった。また、固体試料や粘性の高い試料を搬送する機構は、開発されておらず、これらの試料を用いた分析ができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる問題を解決すべくなされたものであり、従来のような試料を「流す」必要をなくして、微小固体や液滴を搬送することができる搬送機構、及びこの搬送機構を用いた微小化学分析システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の搬送機構は、所定の搬送方向に搬送される被搬送体と、前記搬送方向に移動するときは前記被搬送体と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは前記被搬送体との係合が解除される搬送体と、駆動により前記搬送方向及びその反対方向に前記搬送体を往復移動させる駆動部を備えることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の搬送機構は、所定の搬送方向に搬送され、鋸歯を設けた被搬送体と、
前記搬送方向に移動するときは前記被搬送体の鋸歯と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは前記被搬送体の鋸歯と滑り合う鋸歯を設けた搬送体と、駆動により前記搬送方向及びその反対方向に前記搬送体を往復移動させる駆動部を備えることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の搬送機構は、所定の搬送方向に搬送される被搬送体と、前記搬送方向に移動するときは前記被搬送体と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは前記被搬送体から離れる方向に移動することにより前記被搬送体との係合を解除する搬送体と、駆動により前記搬送方向及びその反対方向に前記搬送体を往復移動させる駆動部を備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の搬送機構は、請求項１から３の何れか１項に記載の搬送機構において、前記搬送体を、前記被搬送体が搬送される搬送路に沿って連続して設けたことを特徴としている。
【００１０】
請求項５に記載の搬送機構は、所定の搬送方向に搬送される被搬送体と、前記被搬送体がその間を搬送される対向する壁面を備え、前記搬送方向に連続して設けられた複数の搬送体と、駆動により、前記壁面の間の距離が前記被搬送体の幅を超える位置、及び前記壁面の間の距離が前記被搬送体の幅以下となる位置に前記壁面が位置するように、前記搬送体を往復移動させる駆動部を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項６に記載の搬送機構は、請求項１から５の何れか１項に記載の搬送機構において、前記被搬送体が搬送される方向に分岐路を設け、前記分岐路の入り口に壁面の間の距離を制御する部材を設け、前記制御部材の位置を変えることにより、前記搬送体の幅を超える幅の分岐路に前記搬送体を移動させるように構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項７に記載の搬送機構は、前記分岐路を有するブロックと、前記搬送方向を一定として前記被搬送体が搬送されるように、請求項１から５の何れか１項に記載の搬送機構によって構成された直線搬送ブロックと、前記搬送方向を変化させながら前記被搬送体が搬送されるように、請求項１から５の何れか１項に記載の搬送機構によって構成された曲線搬送ブロックのうち、いずれか２以上の前記ブロックを組み合わせて構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項８に記載の微小化学分析システムは、液滴又は微小固形物を載置する前記被搬送体を、請求項１から７の何れか１項に記載の搬送機構によって搬送することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の搬送機構によれば、駆動部の駆動により搬送方向及びその反対方向に往復移動する搬送体が、搬送方向に移動するときは被搬送体と係合し、搬送方向と反対方向に移動するときは被搬送体との係合が解除されるので、駆動部が連続して駆動することによって、被搬送体を搬送方向に連続して搬送することができる。
【００１５】
請求項２に記載の搬送機構によれば、駆動部の駆動により搬送方向及びその反対方向に往復移動する搬送体が、搬送方向に移動するときは被搬送体の鋸歯と係合し、搬送方向と反対方向に移動するときは被搬送体の鋸歯と滑り合う鋸歯を設けているので、駆動部が連続して駆動することによって、被搬送体を搬送方向に連続して搬送することができるとともに、簡易な構成とすることができる。
【００１６】
請求項３に記載の搬送機構によれば、駆動部の駆動により搬送方向及びその反対方向に往復移動する搬送体が、搬送方向に移動するときは被搬送体と係合し、搬送方向と反対方向に移動するときは被搬送体から離れる方向に移動することにより被搬送体との係合を解除するので、駆動部が連続して駆動することによって、簡易な構成で被搬送体を搬送方向に連続して搬送することができるともに、簡易な構成とすることができる。
【００１７】
請求項４に記載の搬送機構によれば、搬送体を、被搬送体が搬送される搬送路に沿って連続して設けているので、被搬送体を搬送体間に渡って搬送することができ、搬送距離を長くすることができる。
【００１８】
請求項５に記載の搬送機構によれば、駆動部の駆動により、壁面の間の距離が被搬送体の幅を超える位置、及び壁面の間の距離が被搬送体の幅以下となる位置に壁面が位置するように、搬送体が往復移動するので、駆動部の駆動によって、壁面が脈動するように搬送体を移動させることにより、被搬送体を搬送方向に搬送することができる。
【００１９】
請求項６に記載の搬送機構によれば、被搬送体が搬送される方向に分岐路を設け、分岐路の入り口に壁面の間の距離を制御する部材を設け、制御部材の位置を変えることにより、搬送体の幅を超える幅の分岐路に搬送体を移動させるように構成したので、被搬送体を所望の分岐路に確実に移動させることができる。
【００２０】
請求項７に記載の搬送機構によれば、分岐路を有するブロックと直線搬送ブロックと曲線搬送ブロックを組み合わせて搬送機構を構成しているので、搬送機構の構築や変更を容易に行うことができる。
【００２１】
請求項８に記載の微小化学分析システムによれば、液滴又は微小固形物を載置する被搬送体を、前記特徴を備えた搬送機構によって搬送するので、分析に必要な最小量の試料を微小化学分析システムの分析部に搬送することができるとともに、従来の技術ではできなかった固体微小物や液滴の試料を搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係る搬送機構１は、図１に示すように、所定の搬送方向に搬送される被搬送体２と、該被搬送体２と係合する搬送体４と、駆動により搬送体４を前記搬送方向に移動させる駆動部５を備え、駆動部５を駆動することによって搬送体４に係合された被搬送体２を搬送方向に搬送するものである。搬送体４は、被搬送体２が搬送される搬送路３の少なくとも一部を構成する。
【００２３】
搬送機構１は、さらに、被搬送体２と搬送体４との係合を解除する係合解除手段を備えている。微小変位往復移動するマイクロアクチュエータ等から駆動部５を構成すると、駆動部５の駆動により搬送体４が往復移動する。例えば、往動時に被搬送体２と係合する搬送体４を搬送方向に移動させ、復動時に被搬送体２との係合を解除させた搬送体４を搬送方向と反対方向への移動し、往動時前の位置に復帰させることによって、被搬送体２を搬送方向へ連続的に搬送することができる。搬送体４が微小変位だけ往復移動するものであっても、この微小変位を積算し被搬送体を大変位搬送することができる。また、搬送機構１は駆動部４の駆動などを制御する制御部６を備えている。
【００２４】
本発明の第１の実施の形態に係るラチェット機構を用いた搬送機構について図面に基づき説明する。このラチェット機構を用いた直線搬送機構１０は、図２に示すように、鋸歯２１を設けた被搬送体２０と、該被搬送体の鋸歯２１と係合する鋸歯３１（３１ａ及び３１ｂ）を設けた搬送体３０（３０ａ及び３０ｂ）と、駆動により前記搬送方向及びその反対方向に搬送体３０を往復移動させる駆動部４０を備え、駆動部４０の駆動により被搬送体２０を搬送方向に連続的に直進搬送するものである。
【００２５】
被搬送体２０は、その中心線を挟んで対称になるように傾斜する鋸歯２１を両側面に刻設している。搬送体３０は、被搬送体２０を挟み互いに対向して位置する第１の搬送体３０ａと第２の搬送体３０ｂからなり、第１の搬送体３０ａと第２の搬送体３０ｂとが、その間に挟まれた被搬送体２０が搬送される搬送路の一部を構成している。第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂは、被搬送体２０の鋸歯２１と係合するように当該鋸歯２１の傾斜と反対方向に傾斜する複数の鋸歯３１をそれぞれ刻設している。第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂは、駆動部４０の往復移動によって被搬送体２０の搬送方向と平行に互いに反対方向に所定の振幅だけ往復移動する。すなわち、第１の搬送体３０ａが搬送方向に移動するとき、第２の搬送体３０ｂは搬送方向と反対方向に移動し、第１の搬送体３０ａが搬送方向と反対方向に移動するとき、第２の搬送体３０ｂは搬送方向に移動するように、第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂの往復移動をもたらす駆動部４０を制御部５０が制御する。駆動部４０は、静電マイクロアクチュエータ、圧電マイクロアクチュエータ等の数μｍ程度の振幅をもったリニア往復運動するマイクロアクチュエータである。また、静電マイクロモータの回転運動をリニア往復運動に変換してもよい。なお、被搬送体及び搬送体の鋸歯２１，３１は、図２に示すような片歯の他、爪歯、鉤歯等であってもよく、搬送体３０が搬送方向に移動する際には搬送体３０に係合された被搬送体２０が搬送体３０とともに移動し、搬送体３０が搬送方向と反対方向に移動する際には被搬送体２０の鋸歯２１と搬送体３０との鋸歯３１が滑り合うために被搬送体２０と搬送体３０とが係合せず、搬送体３０の移動によっては被搬送体２０が移動しないものであればよい。被搬送体２０及び搬送体３０の鋸歯２１，３１の歯間隔は、搬送体３０の振幅未満である。
【００２６】
ところで、実際には、搬送体３０の鋸歯３１と被搬送体２０との鋸歯２１が滑り合うとき、鋸歯２１，３１の干渉によって搬送方向と直交する方向への相対的な変位が生じるので、この変位を吸収するために、搬送方向と直交する方向に被搬送体又は搬送体の鋸歯２１，３１を適宜逃すことができるように逃し部を設ける必要がある。例えば、図３（ａ）に示すように、第１の搬送体の鋸歯３１ａと係合する第１の鋸歯２１ａを外側面に刻設した第１の鋸歯部２２ａと、第２の搬送体の鋸歯３１ｂと係合する第２の鋸歯２１ｂを外側面に設けた第２の鋸歯部２２ｂと、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂとの間に位置する中央部２３と、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂの内側面と中央部２３の両側面とをそれぞれ可動可能に連結するばね部（逃し部）２４とを備える被搬送体２０とする。ここで、内側面とは被搬送体２０の縦中心側の側面を、外側面とは被搬送体２０の縦中心軸から近い側の側面を意味する。これにより、被搬送体の鋸歯２１と搬送体との鋸歯３１が滑り合うとき、鋸歯２１，３１の干渉に伴って第１又は第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂが中央部２３に向かって適宜移動するので、被搬送体２０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。なお、中央部２３を設けることなく、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂを直接ばね部２４により連結してもよい。
【００２７】
また、図３（ｂ）に示すように、第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂにそれぞれ固定壁３３に対して搬送方向と直交する方向に可動可能に連結するばね部（逃し部）３２を設けてもよい。これにより、被搬送体の鋸歯２１と搬送体の鋸歯３１とが滑り合うとき、鋸歯２１，３１の干渉に伴って第１又は第２の鋸歯体３０ａ，３０ｂが固定壁３３に向かって適宜移動するので、被搬送体２０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。なお、第１又は第２の搬送体３０ａ，３０ｂの何れかのみを固定壁３３にばね部３２により連結してもよい。
【００２８】
また、図４（ａ）に示すように、被搬送体２０の鋸歯２１を可撓性を有する脚（逃し部）２５としてもよい。これにより、被搬送体２０の脚２５と搬送体の鋸歯３１とが滑り合うとき、脚２５は鋸歯３１に沿って適宜撓むので、被搬送体２０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。
【００２９】
また、図４（ｂ）に示すように、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂと中央部２３とをそれぞれ搬送方向とは直交する方向に可動可能とするともに、第１及び第２の鋸歯部２１ａ，２２ｂと中央部２３との搬送方向と平行な方向への相対移動を規制する規制部（逃し部）を被搬送体２０に設けてもよい。この規制部は、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂの内側面からそれぞれ中央部２３に向かって突出する鋸歯部突起２６と、中央部２３の両側面から第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂに向かってそれぞれ突出し、前記鋸歯部突起２６と係合する中央部突起２７とからなる。これにより、被搬送体２０の鋸歯２１と搬送体３０の鋸歯３１とが滑り合うとき、鋸歯２１，３１の干渉に伴って第１又は第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂが中央部２３に向かって適宜移動するので、被搬送体２０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。また、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂが搬送体３０と共に移動又は静止するとき、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂと中央部２３とは互いに係合するので、これらは一体化した状態で被搬送体２０を構成し続ける。なお、中央部２３を設けることなく、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂを直接突起により連結してもよい。
【００３０】
図２に示した直線搬送機構１０の搬送動作について図面に基づき説明する。この直線搬送機構１０は、図示しないが、図２に示す駆動部４０や制御部５０、及び図３（ａ）から図３（ｄ）等に示す逃し部を設けるものである。図５（ａ）に示すように、被搬送体２０は、第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂとの間に挟まれて位置している。この状態から、図５（ｂ）に示すように、第１の搬送体３０ａが搬送方向に移動すると同時に第２の搬送体３０ｂが搬送方向と反対方向に移動する。このとき、被搬送体の鋸歯２１ａと第１の搬送体の鋸歯３１ａとが係合し、被搬送体の鋸歯２１ｂと第２の搬送体の鋸歯３１ｂとは滑り合うので、被搬送体２０は第１の搬送体３０ａの移動に伴って搬送方向に移動する。次に、図５（ｃ）に示すように、第１の搬送体３０ａが搬送方向の反対方向に移動すると同時に第２の搬送体３０ｂは搬送方向に移動する。このとき、被搬送体の鋸歯２１ａと第１の搬送体の鋸歯３１ａとは滑り合い、被搬送体の鋸歯２１ｂと第２の搬送体の鋸歯３１ｂとは係合するので、被搬送体２０は第２の搬送体３０ｂの移動に伴って搬送方向に移動する。このような第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂの往復移動が繰り返されることによって、被搬送体２０は搬送方向に連続的に直進搬送される。
【００３１】
また、図６（ａ）から図６（ｃ）に示すように、第１の搬送体３０ａのみを往復移動させ、第２の搬送体３０ｂを常に固定する直線搬送機構１０´としてもよい。図６（ａ）に示す状態から、図６（ｂ）に示すように、第１の搬送体３０ａが搬送方向に移動すると、被搬送体の鋸歯２１ａと第１の搬送体の鋸歯３１ａとは係合するので、被搬送体２０は第１の搬送体３０ａの移動に伴って搬送方向に移動する。次に、図６（ｃ）に示すように、第１の搬送体３０ａが搬送方向の反対方向に移動すると、被搬送体の鋸歯２１ｂと第２の搬送体の鋸歯３１ｂとの係合によって被搬送体２０の搬送方向の反対方向への移動は阻止されるので、被搬送体の鋸歯２１ａと第１の搬送体の鋸歯３１ａとは滑り合い、被搬送体２０は停止した状態を保つ。このような第１の搬送体３０ａの往復移動が繰り返されることによって、被搬送体２０は搬送方向に連続的に直進搬送される。第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂが往復移動する図５に示した直線搬送機構１０に比べて、第１の搬送体３０ａの一回の往復移動当たりの被搬送体２０の移動距離は半分になる。
【００３２】
搬送体３０を搬送方向に連続して設けた直線搬送機構７０について図面に基づき説明する。この直線搬送機構７０は、図７（ａ）に示すように、図２に示した搬送体３０を搬送方向に連続させて配置し、各搬送体３０をそれぞれ搬送方向と平行に往復振動させる駆動部（不図示）と、各駆動部を独立して制御する制御部（不図示）を備え、駆動部を駆動することによって搬送体３０に係合された被搬送体２０を搬送体３０間を受け渡して搬送方向に直進搬送するものである。搬送体３０は、搬送方向への往復移動によって互いに干渉しない隙間を少なくとも設けて、搬送方向に連続して配置されている。なお、図示しないが、前記に示した被搬送体や搬送体の各種態様を適用することができる。
【００３３】
搬送元の搬送体３０から搬送先の搬送体３０へ搬送される被搬送体２０は、図７（ｂ）に示すように、搬送元の搬送体の鋸歯３１からその鋸歯２１の一部が離脱する。そして、図７（ｃ）に示すように、搬送先の搬送体３０が移動して当該搬送体の鋸歯３１と、この離脱した鋸歯２１とが係合することによって、搬送元の搬送体３０から搬送先の搬送体３０へ受け渡され被搬送体２０は搬送される。その後、図７（ｄ）に示すように、搬送先の搬送体３０のみの往復移動によって、被搬送体２０は搬送方向に搬送される。
【００３４】
搬送元の搬送体３０から搬送先の搬送体３０へ被搬送体２０を受け渡すとき、図７（ｂ）に示すように、被搬送体２０の鋸歯２１の一部が搬送体３０の鋸歯３１と係合していないので、被搬送体２０の搬送が不安定になり得る。そこで、図８（ａ）に示すように、被搬送体の鋸歯２１の歯数を増やしたり、図８（ｂ）に示すように、対向して位置する第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂを搬送方向に位置ずれさせて配置することにより、受け渡し時の被搬送体の鋸歯２１と搬送体の鋸歯３１との係合する本数を増やし、被搬送体２０の受け渡しをより安定して行うことができる。
【００３５】
以下、ラチェット機構を用いた回転搬送機構１００について図面に基づき説明する。この回転搬送機構１００は、図９（ａ）に示すように、鋸歯１２１（１２１ａ及び１２１ｂ）を設けた被搬送体１２０と、該被搬送体の鋸歯１２１と係合する鋸歯１３１（１３１及び１３１ｂ）を設けた搬送体１３０（１３０ａ及び１３０ｂ）と、搬送体１３０を駆動により往復回動させる駆動部（不図示）、駆動部の駆動を制御する制御部（不図示）を備え、駆動部を駆動することによって搬送体を介して被搬送体１２０を左回りの搬送方向（搬送体１３０の回動方向の接線方向）に連続的に回転搬送するものである。
【００３６】
被搬送体１２０は、その中心線を挟んで対称になるように傾斜する鋸歯１２１ａ，１２１ｂを両側面に刻設しており、中心Ｏを中心として左回りの搬送方向に搬送されるものである。搬送体１３０は、中心Ｏを中心とする所定の円弧からなる側面によって被搬送体１２０を挟み互いに対向して位置する第１の搬送体１３０ａと第２の搬送体１３０ｂとからなり、第１の搬送体１３０ａと第２の搬送体１３０ｂとが、その間に挟まれる被搬送体１２０が搬送される搬送路を構成している。第１の搬送体１３０ａは、被搬送体１２０の内側面の鋸歯１２１ａと係合するように当該鋸歯１２１ａの傾斜と同方向に傾斜する複数の鋸歯１３１ａを円弧からなる外周面に刻設している。第２の搬送体１３０ｂは、被搬送体１２０の外側面の鋸歯１２１ｂと係合するように当該鋸歯１２１ｂの傾斜と同方向に傾斜する複数の鋸歯１３１ｂを円弧からなる内周面に刻設している。ここで、内とは中心Ｏに近い側を、外とは中心Ｏから離れた側を意味している。第１及び第２の搬送体１３０ａ，１３０ｂは、駆動部の駆動によって中心Ｏを中心に互いに反対方向に所定の振幅だけ往復回動する。すなわち、第１の搬送体１３０ａが左回りに回転するとき、第２の搬送体１３０ｂは右回りに回転し、第１の搬送体１３０ａが左回りに回転するとき、第２の搬送体１３０ｂは右回りに回転する。駆動部は、静電マイクロアクチュエータ、圧電マイクロアクチュエータ等の数度の振幅をもった往復回動するマイクロアクチュエータである。また、静電マイクロモータの回転移動を往復回動に変換してもよい。搬送体１３０の歯間隔は、搬送体１３０の振幅未満である。なお、図示しないが、他の態様も適用することができる。
【００３７】
次に、この回転搬送機構１００の搬送動作について図面に基づき説明する。図９（ａ）に示す状態から、図９（ｂ）に示すように、第１の搬送体１３０ａが左回りに回転すると同時に第２の搬送体１３０ｂが右回りに回転する。このとき、被搬送体の鋸歯１２１ａと第１の搬送体の鋸歯１３１ａとは係合し、被搬送体の鋸歯１２１ｂと第２の搬送体の鋸歯１３１ｂとは滑り合うので、被搬送体１２０は第１の搬送体１３０の回転に伴って左回りに回転する。次に、図９（ｃ）に示すように、第１の搬送体１３０ａが右回りに移動すると同時に第２の搬送体１３０ｂは左回りに回転する。このとき、被搬送体の鋸歯１２１ａと第１の搬送体の鋸歯１３１ａとは滑り合い、被搬送体の鋸歯１２１ｂと第２の搬送体の鋸歯１３１ｂとは係合するので、被搬送体１２０は第２の搬送体１３０ｂの回転に伴って左回りに移動する。このような第１及び第２の搬送体１３０ａ，１３０ｂの往復回動が繰り返されることによって、被搬送体１２０は左回りに連続的に回転搬送される。なお、右回りに設計した場合には、被搬送体１２０を右回りに連続的に回転搬送することも可能である。
【００３８】
以下、ラチェット機構を用いた分岐搬送機構１４０について図面に基づき説明する。この分岐搬送機構１４０は、図１０（ａ）に示すように、図２に示した直進搬送機構１０によって搬送された被搬送体２０を、左回りに回転搬送する左回り回転搬送機構１５０ａと右回りに回転搬送する右回り回転搬送機構１５０ｂを組み合わせ配置することによって、搬送方向を選択して搬送するものである。直進搬送機構１０によって搬送された被搬送体２０は、左回り回転搬送機構１５０ａと右回り回転搬送機構１５０ｂとの間に設けた開口１５１から、左回り回転搬送機構１５０ａ及び右回り回転搬送機構１５０ｂを構成する各搬送体によって構成される搬送路内に流入される。図示しない制御部は、作業者の指示等によって、左回り回転搬送機構１５０ａか右回り回転搬送機構１５０ｂの何れか一方を動作させる。例えば、左回り回転搬送機構１５０ａを動作させた場合には、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、被搬送体２０は、左回り回転搬送機構１５０ａの搬送体によって左回りに搬送される。
【００３９】
ラチェット機構を用いた複合搬送機構１６０について図面に基づき説明する。この複合搬送機構１６０は、図１１に示すように、図２に示した直進搬送機構１０等、図９に示した回転搬送機構１００、図１０に示した分岐搬送機構１４０とを適宜組み合わせることにより、所望の搬送路を構成したものである。このように、所定の搬送機構を組み合わせることにより搬送路を構成することができるので、搬送路の構築や変更を容易に行うことができる。また、各搬送機構の搬送体は、それぞれ独立に制御部（不図示）によって制御するので、同一の搬送路に同時に複数の被搬送体を搬送してもよい。
【００４０】
以下、ラチェット機構を用いた搬送機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた実施例について図面に基づき説明する。この櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた直線搬送機構２００は、図１２に示すように、鋸歯２２１を設けた被搬送体２２０と、該被搬送体２２０の鋸歯２２１と係合する鋸歯２３１（２３１ａ及び２３１ｂ）を設け、固定柱２４０に弾性連結された搬送体２３０（２３０ａ及び２３０ｂ）と、該搬送体２３０に設けられた可動電極２５０と、該可動電極２５０に対応して設けられた固定電極２６０と、可動電極２５０及び固定電極２６０の電圧を制御する制御部（不図示）を備え、搬送体２３０を介して被搬送体２２０を搬送方向に連続的に直進搬送するものである。なお、図中の斜線部は固定部である。なお、図示しないが、他の態様も適用することができる。
【００４１】
被搬送体２２０は、同方向に傾斜する鋸歯２２１を両側面に刻設している。搬送体２３０は、被搬送体２２０を挟んで互いに対向して位置する第１の搬送体２３０ａと第２の搬送体２３０ｂからなり、第１の搬送体２３０ａと第２の搬送体２３０ｂとが、その間に挟まれる被搬送体２２０が搬送される搬送路を構成している。第１及び第２の搬送体２３０ａ，２３０ｂは、被搬送体２２０の鋸歯２２１と係合するように当該鋸歯２２１の傾斜と反対方向に傾斜する複数の鋸歯２３１ａ，２３１ｂをそれぞれ刻設している。被搬送体及び搬送体の櫛歯２２１，２３１の歯間隔は数μｍ程度である。第１及び第２の搬送体２３０ａ，２３０ｂは、搬送方向に延びる多数の櫛歯を備えた櫛歯状の可動電極２５０を固設している。固定電極２６０は、可動電極２５０の櫛歯に対応させた搬送方向に延びる多数の櫛歯を備えた櫛歯状の固定された電極であり、これら各電極２５０，２６０は電源（不図示）に接続され、正負の電圧が印加される。可動電極２５０と固定電極２６０に正負の互いに異なる極性の電圧を印加すると、これらの電極間に生じる引力によって、各電極２５０，２６０の櫛歯が重なり合うように、可動電極２５０が固定電極２６０側に移動する。可動電極２５０の変位量は数μｍ程度であり、被搬送体及び搬送体の鋸歯２２１，２３１の歯間隔よりも大きい。可動電極２５０の移動により、可動電極２５０が固設された搬送体２３０は移動する。また、第１及び第２の搬送体２３０ａ，２３０ｂは、搬送方向と平行な方向に主に弾性変形するばね等の弾性体２７０によって、それぞれ固定柱２４０に連結されている。これにより、搬送方向と平行な方向に移動する搬送体２３０の移動時における摩擦の影響を低減し安定した移動とすることができるとともに、可動電極２５０と固定電極２６０との接触を防止することができる。さらに、図示していないが、搬送方向と直交する方向に主に弾性変形するばね等の弾性体によっても、第１及び第２の搬送体２３０ａ，２３０ｂがそれぞれ固定柱２４０に連結されていてもよい。
【００４２】
この直線搬送機構２００の搬送動作について図面に基づき説明する。図１３（ａ）に示すように、被搬送体２２０は、第１及び第２の搬送体２３０ａ，２３０ｂとの間に挟まれて位置しており、各電極２５０，２６０に電圧が印加されていない。次に、例えば、第１の搬送体２３０ａの可動電極２５０に正の電圧を印加し、第１の搬送体２３０ａに図中上側の可動電極２５０に対応する固定電極２６０に負の電圧を印加する。また同時に、例えば、第２の搬送体２３０ｂの可動電極２５０に正の電圧を印加し、第２の搬送体２３０ｂの図中下側の可動電極２５０に対応する固定電極２６０に負の電圧を印加する。これにより、図１３（ｂ）に示すように、第１の搬送体２３０ａが搬送方向に移動すると同時に第２の搬送体２３０ｂが搬送方向と反対方向に移動する。このとき、被搬送体の鋸歯２２１と第１の搬送体の鋸歯２３１ａとは係合し、被搬送体の鋸歯２２１と第２の搬送体の鋸歯２３１ｂとは滑り合うので、被搬送体２２０は第１の搬送体２３０ａの移動に伴って搬送方向に移動する。次に、各電極２５０，２６０に印加している電圧を解放する。これにより、弾性体２７０の復元力によって、図１３（ｃ）に示すように、第１の搬送体２３０ａが搬送方向の反対方向に移動すると同時に第２の搬送体２３０ｂは搬送方向に移動する。このとき、被搬送体の鋸歯２２１と第１の搬送体の鋸歯２３１ａとは滑り合い、被搬送体の鋸歯２２１と第２の搬送体の鋸歯２３１ｂとは係合するので、被搬送体２２０は第２の搬送体２３０ｂの移動に伴って搬送方向に移動する。このような第１及び第２の搬送体２３０ａ，２３０ｂの往復移動が繰り返されることによって、被搬送体２２０は搬送方向に連続的に直進搬送される。
【００４３】
櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた回転搬送機構３００は、図１４（ａ）に示すように、鋸歯３２１を設けた被搬送体３２０と、該被搬送体の鋸歯３２１と係合する鋸歯３３１を設け、固定柱３４０に弾性連結され、回動可能な第１の搬送体３３０ａと、被搬送体の鋸歯３２１と係合する鋸歯３３１ｂを設け、固定柱３４１に弾性連結された第２の搬送体３３０ｂと、第１の搬送体３３０ａに設けられた可動電極３５０と、該可動電極３５０に対応して設けられた固定電極３６０と、可動電極３５０及び固定電極３６０の電圧を制御する制御部（不図示）を備え、第１及び第２の搬送体３３０ａ，３３０ｂを介して被搬送体３２０を左回り方向の搬送方向に連続的に回転搬送するものである。
【００４４】
被搬送体３２０は、その中心線を挟み対称となるように傾斜する鋸歯３２１を両側面に刻設しており、中心軸Ｏを中心として左回りの搬送方向に搬送されるものである。第１及び第２の搬送体３３０ａ，３３０ｂは、中心軸Ｏを中心とする所定の円弧からなる側面の間に被搬送体３２０を挟み互いに対向して位置しており、これら第１及び第２の搬送体３３０ａ，３３０ｂによって、その間に挟まれた被搬送体３２０が搬送される搬送路が構成されている。第１の搬送体３３０ａは、被搬送体３２０の内側面の鋸歯３２１ａと係合するように当該鋸歯３２１ａの傾斜と同方向に傾斜する複数の鋸歯３３１ａを円弧からなる外周面に刻設している。第２の搬送体３３０ｂは、被搬送体３２０の外側面の鋸歯３２１ｂと係合するように当該鋸歯３２１ｂの傾斜と同方向に傾斜する複数の鋸歯３３１ｂを円弧からなる内周面に刻設している。ここで、内とは中心軸Ｏに近い側を、外とは中心軸Ｏから離れた側を意味している。被搬送体及び搬送体の櫛歯３２１，３３１の歯間隔は数μｍ程度である。第１の搬送体３３１は、中心軸Ｏを中心として回動可能な回動棒３２２を設けている。この回動棒３３２は、直線状に延びる多数の平行な櫛歯を備えた櫛歯状の可動電極３５０を固設している。これら可動電極３５０は電源（不図示）に接続され正負の電圧が印加される。固定電極３６０は、可動電極３５０の櫛歯に対応させた直線状に延びる多数の平行な櫛歯を備えた櫛歯状の固定された電極であり、電源（不図示）に接続され正負の電圧が印加される。可動電極３５０の移動により、可動電極３５０が固設された回動棒３３２が回転し、第１の搬送体３３０ａが中心軸Ｏを中心に回転する。可動電極３５０の変位量は数μｍ程度であり、第１の搬送体３３０ａは数度の範囲で回動し、第１の搬送体の鋸歯３３１ａ部分の変位量は、被搬送体及び搬送体の櫛歯３２１，３３１の歯間隔よりも大きい。また、可動電極３５０は、弾性変形するばね等の弾性体３４２によって固定柱３４０に連結されている。これにより、第１の搬送体３３０ａの回動時における摩擦の影響を低減し安定した移動とすることができるとともに、可動電極３５０と固定電極３６０との接触を防止することができる。一方、第２の搬送体３３０ｂは、弾性変形するばね等の弾性体（逃し部、図３（ｂ）参照。）３４３によって、固定柱３４１に連結されている。これにより、第１又は第２の搬送体の鋸歯３３１ａ，３３１ｂと被搬送体の鋸歯３２１とが滑り合うとき、鋸歯の干渉によって第２の搬送体３３０ｂが固定柱３４１に向かって適宜移動するので、被搬送体３２０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。
【００４５】
この回転搬送機構３００の搬送動作について図面に基づき説明する。図１４（ａ）に示すように、被搬送体３２０は、第１及び第２の搬送体３３０ａ，３３０ｂとの間に挟まれて位置しており、各電極３５０，３６０に電圧は印加されていない。次に、例えば、可動電極３５０に正の電圧を印加し、図中左側の可動電極３５０に対応する固定電極３６０に負の電圧を印加する。これにより、図１４（ｂ）に示すように、第１の搬送体３３０ａが中心軸Ｏを中心に左回りに回転する。このとき、被搬送体の鋸歯３２１ａと第１の搬送体の鋸歯３３１ａとは係合し、被搬送体の鋸歯３２１ｂと第２の搬送体の鋸歯３３１ｂとは滑り合うので、被搬送体３２０は第１の搬送体３３０の回転に伴って搬送方向に移動する。次に、各電極３５０，３６０に印加している電圧を解放する。これにより、弾性体３４２の復元力によって、第１の搬送体３３０ａは中心軸Ｏを中心に右回りに回転する。このとき、被搬送体の鋸歯３２１ａと第１の搬送体の鋸歯３３１ａとは滑り合うので、被搬送体３２０は移動しない。このような第１の搬送体３３０ａの往復回動が繰り返されることによって、被搬送体３２０は左回りに連続的に回転搬送される。なお、右回りに設計した場合には、被搬送体３２０を右回りに連続的に回転搬送することも可能である。
【００４６】
ところで、前記可動電極３５０及び固定電極３６０に互いに極性の異なる電圧が印加されると、各電極３５０，３６０の櫛歯が重なり合うように、可動電極３５０が中心軸Ｏを中心に回動する。そのため、各電極３５０，３６０の櫛歯が接触するおそれが生じる。これを解消するために、図１５（ａ）に示すように、可動電極３５０及び固定電極３６０に設けた各櫛歯を回転軸Ｏを中心とし円弧状に延びる形状としている。これにより、各電極３５０，３６０の櫛歯が重なり合うように可動電極３６０が回動するとき、隣接する櫛歯間の距離が一定に保たれるので、各電極３５０，３６０の櫛歯が接触するおそれがない。
【００４７】
また、ばね等を用いることなく、部材もしくは部材の一部分を弾性変形容易とすることにより、搬送機構を構成してもよい。例えば、回転搬送機構３０１は、図１５（ｂ）に示すように、回動棒３３３の固定柱３４４への連結部付近の部材幅を狭めることにより、弾性変形容易な部位３３４を設けている。回動棒３３３には可動電極３５１が設けられており、適切な電圧が印加され可動電極３５１が移動すると、回動棒３３３が部位３３４を回転中心Ｏとして回動し、電圧が解放されると、部位３３４の復元力によって回動棒３３３が元の位置に戻る。回転搬送機構３０２は、図１６（ａ）に示すように、可動電極３５２を固設する枠に、先端形状が弧状の押部３５３が設けられ、この押部３５３と固定柱３３４，３４５とが幅狭の細長部３５４によってそれぞれ連結されている。適切な電圧が印加され可動電極３５２が固定電極３６１へ向かって移動すると、これに伴い回動棒３３３が押部３５３に押され部位３３４を回転中心Ｏとして回転する。この時、細長部３５４は押部３５３の移動に伴って弾性変形する。電圧が解放されると、部位３３４及び細長部３５４の復元力によって回動棒３３３が元の位置に戻る。回転搬送機構３０３は、図１６（ｂ）に示すように、可動電極３５２を固設する枠に、先端形状がＴ字状の引部３５５が設けられ、この引部３５５の先端形状に対応する凹状の嵌合部３３５が回動棒３３３に設けられている。回転搬送機構３０３は、可動電極３５２の移動に伴い引部３５５が嵌合部３３５を介して引くことよって回動棒３３３を回転させる。
【００４８】
櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた別の回転搬送機構３７０は、図１７に示すように、外周面及び内周面に鋸歯３７１ａ，３７１ｂをそれぞれ刻設したドーナツ状の被搬送体３７２と、該被搬送体の外周面の鋸歯３７１ａと係合する鋸歯３７３を内周面に刻設し、固定柱３７４に弾性連結され、回動可能な第１の搬送体３７５と、被搬送体３７２の内周面の鋸歯３７１ｂと係合する鋸歯３７６を刻設し固定された第２の搬送体３７７と、第１の搬送体３７５に設けられた可動電極３７８と、該可動電極３７８に対応して設けられた固定電極３７９と、可動電極３７８及び固定電極３７９の電圧を制御する制御部（不図示）とを備え、第１及び第２の搬送体３７５，３７７を介して被搬送体３７２を左回り方向の搬送方向に連続的に回転搬送するものである。なお、被搬送体３７２は、図示しないが、図３（ａ）等に示した逃し部を備えている。
【００４９】
この回転搬送機構３７０の搬送動作について図面に基づき説明する。被搬送体３７２は、第１及び第２の搬送体３７５，３７７との間に挟まれて位置しており、各電極３７８，３７９に電圧が印加されていない状態から、例えば、全ての可動電極３７８に正の電圧を印加し、全ての固定電極３７９に負の電圧を印加する。これにより、第１の搬送体３７５が左回りに回転する。このとき、被搬送体３７２の鋸歯３７１ａと第１の搬送体３７５との鋸歯３７３とは係合し、被搬送体３７２の鋸歯３７１ｂと第２の搬送体３７７の鋸歯３７６とは滑り合うので、被搬送体３７２は第１の搬送体３７５の回転に伴って左回りに回転する。次に、各電極３７８，３７９に印加している電圧を解放すると、弾性力によって、第１の搬送体３７５が右回りに回転する。このとき、被搬送体３７２の鋸歯３７１ｂは第２の搬送体３７７の鋸歯３７６との係合によって右回りへの回転移動は阻止されるので、被搬送体３７２は右回りに回転しない。第１の搬送体３７５の往復回動が繰り返されることによって、被搬送体３７２は左回りに連続的に回転搬送される。このように、ドーナツ状の被搬送体３７２が連続的に回転搬送されるので、例えばターンテーブルのように用いることができ、この被搬送体３７２の上に搬送物を載置することにより、搬送物を回転搬送することができる。また、ドーナツ状の被搬送体３７２の代わりに、図１４等に示したような被搬送体３２０を用いた場合であっても、同様に回転搬送することができる。なお、右回りに設計した場合には、被搬送体３７２を右回りに連続的に回転搬送することができる。
【００５０】
櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いたさらに別の回転搬送機構３８０は、図１８に示すように、両側面に鋸歯３８１を刻設した被搬送体３８２と、該被搬送体の鋸歯３８１と係合する鋸歯３８３を外周面に刻設し、固定柱３８４に弾性連結され、回動可能な２つの搬送体３８５と、搬送体３８５の内周面から中心に向かってそれぞれ突設された可動電極３８６と、該可動電極３８６に対応して搬送体３８５の内側にそれぞれ設けられた固定電極３８７と、可動電極３８６及び固定電極３８７の電圧を制御する制御部（不図示）を備え、搬送路３８８を搬送されてきた被搬送体３８２を２つの搬送体３８５を介して搬送方向に搬送するものである。なお、被搬送体３８２は、図示しないが、図３（ａ）等に示した逃し部を備えている。
【００５１】
この回転搬送機構３８０の搬送動作について図面に基づき説明する。被搬送体は、２つの搬送体３８５との間に挟まれて位置しており、各電極３８６，３８７に電圧が印加されていない状態から、例えば、全ての可動電極３８６に正の電圧を印加し、可動電極３８６の左回り側に位置する全ての固定電極３８７に負の電圧を印加する。これにより、２つの搬送体３８５がそれぞれ左回りに回転する。このとき、被搬送体３８２の鋸歯３８１は、図中左下の搬送体３８５の鋸歯３８３とは係合するとともに、図中右上の搬送体３８５の鋸歯３８３とは滑り合うので、被搬送体３８２は搬送方向に移動する。次に、各電極３８６，３８７に印加している電圧を解放すると、弾性力によって、２つの搬送体３８５はそれぞれ右回りに回転する。このとき、被搬送体３８２の鋸歯３８３は、図中左下の搬送体３８５の鋸歯３８３とは滑り合うとともに、図中右上の搬送体３８５の鋸歯３８３とは係合するので、被搬送体３８２は搬送方向に移動する。このような２つの搬送体３８５の往復回動が繰り返されることによって、被搬送体３８２は搬送方向に搬送される。
【００５２】
櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた分岐搬送機構４００は、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示すように、図１２に示した櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた直進搬送機構２００によって搬送された被搬送体４１０の搬送方向を、左右に移動する方向指示部（制御部材）４２０によって分岐路の左右何れかの搬送路を択一的に定めるものである。方向指示部４２０は、分岐路の入口に位置する矢状の先端４２１を備え、可動電極４３０の移動に伴い左右に往動し、分岐路の左右何れか一方の搬送路の壁面と先端４２１との距離が被搬送体４１０の幅を超える幅とする。直進搬送機構２００によって搬送された被搬送体４１０は、開口４４０から分岐路内に流入し、搬送されてきた慣性力によってそのまま直進する。図示しない制御部は、作業者の指示等によって、可動電極４３０及び固定電極４５０に印加する電圧を制御し、方向指示部の先端４２１を左右の何れか一方にずらして位置させる。例えば、各電極４３０，４５０に適当な電圧が印加されていない図１９（ａ）に示す状態から、各電極４３０，４５０に適当な電圧を印加することにより、図１９（ｂ）に示すように、方向指示部の先端４２１を右へ移動させた場合には、右側の搬送路の壁面と先端４２１との距離が被搬送体４１０の幅未満となり、右側の搬送路への移動が阻止されるとともに、左側の搬送路の壁面と先端４２１との距離が被搬送体４１０の幅を超えるので、被搬送体４１０は左側の搬送路へと搬送される。なお、図中に示す被搬送体４１０のように、曲線からなる凸状の先端部を設けることにより、所望の搬送路へより確実に搬送することができる。
【００５３】
以下、櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた直進搬送機構、分岐搬送機構とから構成した複合搬送機構を適用した微小化学分析システムの実施例について図面に基づき説明する。この微小化学分析システム５００は、図２０に示すように、液滴や微小固体からなる試料を搭載する試料搬送車５１０と、該試料搬送車５１０又はこれに搭載した試料に対して各種の作用を行う複数の作用部５２０と、これら作用部５２０間にて試料搬送車を搬送する搬送機構５３０を備えるものである。作用部５２０は、試料搬送車５１０を搬送機構に投入する試料投入部５２０ａ、試料搬送車５１０に載置された試料に対して分析や試薬の混合を行う分析部５２０ｂ、搬送機構５３０から排出された試料搬送車５１０を蓄える取出口５２０ｃ等からなる。なお、試薬の混合は、分析部５２０ｂで行うことには限定されず、試料投入部５２０ａなどで行ってもよい。また、図示しないが、複数の搬送路を１つの搬送路に合流させる合流搬送機構を設けてもよい。試料搬送車５１０及び搬送機構５３０は、シリコンからなり、半導体微細加工技術を用いて製作されている。なお、本発明に係る搬送機構は、微小化学分析システム等のバイオＭＥＭＳ分野に好適に用いることができるが、それに限定されず、他にも環境測定等の各種測定、分析などの分野に用いることができる。
【００５４】
試料搬送車は、図１２に示した被搬送体２２０等の上面に試料を入れる凹部を適宜設けたものであってよいが、図２０における試料搬送車は、図２１に示すように、第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂ、中央部５１２、ばね部（逃し部）５１３、規制部（逃し部）５１４，５１５を備えている。第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂは、中央部５１２を挟み対称に形成されており、それぞれ搬送機構５３０を構成する搬送体の鋸歯と係合する鋸歯５１６ａ，５１６ｂを外側面に刻設し、中央部５１２に向う２つの平行な突起５１４を内側面に突設している。中央部５１２は、第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂとの間に位置し、試料を入れる凹部５１７を上面に設け、曲面からなる凸状の先端部５１８を設け、第１及び第２の鋸歯部の２つの突起５１４がその間に位置するように第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂにそれぞれ向かって突出する突起５１５を両側面に突設している。これら第１及び第２の鋸歯部の突起５１４と中央部の突起５１５が、第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂと中央部５１２との搬送方向に平行な方向への所定以上の相対移動を規制する規制部を構成している。中央部の突起５１５には、第１及び第２の鋸歯部の突起５１４と対向する面に凹凸が設けられており、突起間の干渉による摩擦を低減している。ばね部５１３は、第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂの内側面と中央部５１２の両側面とをそれぞれ連結するばねからなるものである。ばね部５１３を備えることにより、鋸歯５１６ａ，５１６ｂと搬送体の鋸歯とが滑り合うとき、鋸歯の干渉に伴って第１又は第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂが中央部５１２に向かって適宜移動するので、試料搬送車５１０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。ここで、内側面とは試料搬送車５１０の縦中心側の側面を、外側面とは試料搬送車５１０の縦中心軸から離れた側の側面を意味する。なお、試料搬送車５１０は、図２２（ａ）に示すように、ばね部５１３を変形したばね定数の大きなばね部５１３´を設けたものや、図２２（ｂ）に示すように、第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂと中央部５１２とを一体に形成したものであってもよい。実施例において、試料搬送車５１０は長さ４００μｍ、幅２２０μｍである。
【００５５】
搬送機構５３０は、図１２に示した直進搬送機構２００を用い搬送路が直線状の直線搬送ブロック５３０ａ、図１９に示した分岐搬送機構４００を用い搬送路を分岐させる分岐搬送ブロック５３０ｂ、搬送路が曲線状の曲線搬送ブロック５３０ｃ等の搬送ブロックを適宜組み合わせることにより、所望の搬送路を構成するものである。このように、所定の搬送ブロックを組み合わせることにより搬送路を構成することができるので、搬送路の構築や変更を容易に行うことができる。また、各搬送ブロックの搬送体は、それぞれ独立に制御部（不図示）によって制御されており、搬送路に同時に複数の試料搬送車５１０を搬送することができる。なお、図２０に示した曲線状搬送ブロックにおいては、自在に回転するコロを曲線状の搬送路の両側面に設けており、この搬送路を搬送されてきた試料搬送車５１０の慣性力の減衰を抑え、隣接する搬送ブロックに送出する。なお、図１４から図１７に示した回転搬送機構３００，３７０や、図１８に示した搬送機構３８０を用いて曲線状搬送ブロック５３０ｃを構成してもよい。実施例において、各搬送ブロックは５.6ｍｍ角である。
【００５６】
試料搬送車５１０は、単独で用いてもよいが、試料搬送車５１０の全長が長くなると曲線状の搬送路を確実に搬送することが困難になるので、複数台の試料搬送車５１０を一緒に搬送してもよい。例えば、図２３（ａ）に示すように、試料搬送車５１０´の中央部５１２の前端又は後端に連結軸５１８を設け、この連結軸５１８に対して自在に回動可能な連結棒５１９を用い、複数台の試料搬送車５１０´を連結してもよい。また、図２３（ｂ）に示すように、先頭及び尾部に連結された試料搬送車５１０´以外の試料搬送車を、試料を入れる凹部を上面に設けた中央部５１２´のみからなるものとし、試料搬送車５１０´に連結してもよい。さらに、図２４に示すように、中央部５１２の前端又は後端に左右方向又は斜め方向に延びる押出部５１９を設けた試料搬送車５４０を複数台連接して搬送してもよい。このような試料搬送車５４０が搬送路に沿って前後に連続して搬送することによって、それぞれの試料搬送車５４０が搬送体によって搬送されるとともに、後続の試料搬送車５４０によって搬送方向に押出されるので、複数の試料搬送車５４０を確実に搬送することができる。
【００５７】
以下、本発明の第２の実施の形態に係る掃出し機構を用いた搬送機構について図面に基づき説明する。この掃出し機構を用いた直進搬送機構６００は、図２５に示すように、矩形状突起６２１を設けた被搬送体６２０と、該被搬送体の矩形状突起６２１と係合する矩形状突起６３１（６３１ａ及び６３１ｂ）を設けた搬送体６３０（６３０ａ及び６３０ｂ）と、被搬送体６２０の搬送方向と平行な方向及びその直交方向に搬送体６３０を駆動によりそれぞれ往復移動させる駆動部６４０、該駆動部６４０の駆動を制御する制御部６５０を備え、駆動部６４０を駆動することによって搬送体６３０を介して被搬送体６２０を搬送方向に連続的に直進搬送するものである。
【００５８】
被搬送体６２０は、互いに平行な矩形状突起６２１を両側面から外側に向かって突設している。搬送体６３０は、被搬送体６２０を挟み互いに対向して位置する第１の搬送体６３０ａと第２の搬送体６３０ｂからなり、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂとによって、その間に挟まれた被搬送体６２０を搬送される搬送路を構成している。第１及び第２の搬送体６３０ａ及び６３０ｂは、被搬送体６２０の矩形状突起６２１がその間に位置することが可能な間隔で互いに平行な多数の矩形状突起６３１ａ，６３０ｂを互いに向き合うようにそれぞれの内側面から突設している。第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂは、駆動部６４０の駆動によって被搬送体６２０の搬送方向と平行な方向に所定の振幅だけ同方向に往復移動する。また、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂは、駆動部６４０の駆動によって被搬送体６２０の搬送方向と直交する方向であって互いに逆方向に、所定の振幅だけ往復移動する。すなわち、第１の搬送体６３０ａが外側（図中左側）に移動するとき、第２の搬送体６３０ｂは外側（図中右側）に移動し、第１の搬送体６３０ａが内側（図中右側）に移動するとき、第２の搬送体６３０ｂは内側（図中左側）に移動する。このような第１及び第２の駆動体６３０ａ，６３０ｂの往復移動をもたらす駆動部６４０は、各往復移動に対応して１つずつ設けられた、静電マイクロアクチュエータ、圧電マイクロアクチュエータ等の数μｍ程度の振幅を有するリニア往復運動するマイクロアクチュエータからなる。また、静電マイクロモータの回転運動をリニア往復運動に変換してもよい。なお、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂの搬送方向と平行な方向への往復運動、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂの搬送方向に直交する方向への往復運動に、それぞれに対応するマイクロアクチュエータを計２つ設けてもよいし、第１の搬送体６３０ａの各方向への往復運動、第２の搬送体６３０ｂの各方向への往復運動に、それぞれに対応するマイクロアクチュエータを計４つ設けてもよい。
【００５９】
この直進搬送機構６００の搬送動作について図面に基づき説明する。図２６（ａ）に示すように、被搬送体６２０は、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂとの間に挟まれて位置している。この状態から、図２６（ｂ）に示すように、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂが搬送方向に協動して移動する。このとき、被搬送体の矩形状突起６２１と第１及び第２の搬送体の矩形状突起６３１とが係合し、被搬送体６２０は第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂの移動に伴って搬送方向に移動する。次に、図２６（ｃ）に示すように、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂがそれぞれ外側に移動する。このとき、被搬送体の矩形状突起６２１と第１及び第２の搬送体の矩形状突起６３１ａ，６３１ｂとによる係合が解除される。次に、図２６（ｄ）に示すように、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂがそれぞれ搬送方向と反対方向に移動した後、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂがそれぞれ内側に移動する。このように、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂの２方向への往復移動が繰り返されることによって、被搬送体６２０は搬送方向に連続的に直進搬送される。
【００６０】
被搬送体及び搬送体の矩形状突起６２１，６３１は、搬送体６３０が搬送方向に移動する際に被搬送体６２０が搬送体６３０と係合し共に移動するように、また、搬送体６３０が外側に移動する際に被搬送体６２０と搬送体６３０との係合が解除するように設けられたものであり、その形状は限定されない。例えば、搬送体の矩形状突起６３１を、図２７（ａ）に示すように、先端部がテーパ状になった突起６３２としてもよい。これにより、搬送体６３０が内側に移動し被搬送体６２０と再び係合する際に、その係合をより確実に行うことができる。また、図２７（ｂ）に示すように、搬送体６３０の内側面に多数の三角突起６３３を設けてもよい。また、図２７（ｃ）に示すように、被搬送体及び搬送体にそれぞれ鋸歯６２５，６３５を設けてもよい。これらにより、搬送体６３０が内側に移動し被搬送体６２０と再び係合する際に、その係合をより確実に行うことができる。
【００６１】
以下、掃出し機構を用いた回転搬送機構７００について図面に基づき説明する。この回転搬送機構７００は、図２８（ａ）に示すように、矩形状突起７２１を設けた被搬送体７２０と、該被搬送体の矩形状突起７２１（７２１ａ及び７２１ｂ）と係合する矩形状突起７３１（７３１ａ及び７３１ｂ）を設けた搬送体７３０（７３０ａ及び７３０ｂ）と、搬送体７３０を駆動により往復回動及び往復上下動させる駆動部（不図示）、駆動部の駆動を制御する制御部（不図示）を備え、駆動部を駆動することによって搬送体７３０を介して被搬送体７２０を左回りの搬送方向に連続的に回転搬送するものである。
【００６２】
被搬送体７２０は、互いに略平行な矩形状突起７２１ａ，７２１ｂを両側面から外側に向かって突設しており、中心Ｏを中心として左回りの搬送方向に搬送されるものである。搬送体７３０は、中心Ｏを中心とする所定の円弧からなるその側面の間に被搬送体７２０を挟み互いに対向して位置する第１の搬送体７３０ａと第２の搬送体７３０ｂとからなり、第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０とによって、その間に挟まれた被搬送体７２０が搬送される搬送路を構成している。第１の搬送体７３０ａは、被搬送体７２０の内側面の矩形状突起７２１ａがその間に位置することが可能な間隔で中心Ｏから外側に向かう多数の矩形状突起７３１ａを円弧からなる外側面に突設している。第２の搬送体７３０ｂは、被搬送体７２０の外側面の矩形状突起７２１ｂがその間に位置することが可能な間隔で中心Ｏへ内側に向かう多数の矩形状突起７３１ｂを円弧からなる内側面に突設している。ここで、内側とは中心Ｏに近い側を、外側とは中心Ｏから離れた側を意味している。第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０ｂは、駆動部の駆動によって中心Ｏを中心に所定の振幅だけ同方向に往復運動する。すなわち、第１の搬送体７３０ａが左回りに回転するとき、第２の搬送体７３０ｂも左回りに回転し、第１の搬送体７３０ａが右回りに回転するとき、第２の搬送体７３０ｂは右回りに回転する。また、第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０ｂは、駆動部の駆動によって上下方向に、すなわち第１及び第２の搬送体の矩形状突起７３１ａ，７３１ｂが中心Ｏに対して近づき離れる方向であって互いに逆方向に所定の振幅だけ往復運動する。駆動部は、静電マイクロアクチュエータ、圧電マイクロアクチュエータ等の数度の振幅をもった往復回動するマイクロアクチュエータである。また、静電マイクロモータの回転運動を往復回動に変換してもよい。搬送体の矩形状突起７３１の間隔は、搬送体７３０の振幅未満である。なお、図示しないが、他の態様も適用することができる。
【００６３】
この回転搬送機構７００の搬送動作について図面に基づき説明する。図２８（ａ）に示す状態から、図２８（ｂ）に示すように、第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０ｂが左回りに協動して回転する。このとき、被搬送体の矩形状突起７２１ａ，７２１ｂと第１及び第２の搬送体の矩形状突起７３１ａ，７３１ｂとが係合し、被搬送体７２０は第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０ｂの回転に伴って左回りに回転する。次に、図２８（ｃ）に示すように、第１の搬送体７３０ａが下方向に移動し、第２の搬送体７３０ｂが上方向に移動する。このとき、被搬送体の矩形状突起７２１ａ，７２１ｂと第１及び第２の搬送体の矩形状突起７３１ａ，７３１ｂとの係合が解除される。次に、図２８（ｄ）に示すように、第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０ｂが右回りに回転した後、第１の搬送体７３０ａが上側に移動し、第２の搬送体７３０ｂが下側に移動し、被搬送体の矩形状突起７２１ａ，７２１ｂと第１及び第２の搬送体の矩形状突起７３１ａ，７３１ｂとが再び係合する。このように、第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０ｂの２方向への往復運動が繰り返されることによって、被搬送体７２０は左回りに連続的に回転搬送される。なお、右回りに設計した場合には、被搬送体３２０を右回りに連続的に回転搬送することも可能である。
【００６４】
以下、掃出し機構を用いた複合搬送機構７５０について図面に基づき説明する。この複合搬送機構は、図２９に示すように、図２５に示した直進搬送機構６００、図２８に示した回転搬送機構７００、及び分岐搬送機構７６０等を適宜組み合わせることにより、所望の搬送路を構成したものである。このように、所定の搬送機構を組み合わせることにより搬送路を構成することができるので、搬送路の構築や変更を容易に行うことができる。また、各搬送機構の搬送体は、それぞれ独立に制御部（不図示）によって制御するので、同一の搬送路に同時に複数の被搬送体を搬送してもよい。ここで、分岐搬送機構７６０は、直進搬送機構６００によって搬送された被搬送体を、左回りに回転搬送する左回り回転搬送機構７６１と右回りに回転搬送する右左回り回転搬送機構７６２とを組み合わせ配置することによって、搬送方向を選択して搬送するものである。図示しない制御部は、作業者の指示等によって、左回り回転搬送機構７６１及び右回り回転搬送機構７６２の何れか一方を動作させる。例えば、左回り回転搬送機構７６１を動作させた場合には、被搬送体は左回り回転搬送機構７６１を構成する搬送体に係合されることによって左回りに搬送される。
【００６５】
以下、掃出し機構を用いた搬送機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた実施例について図面に基づき説明する。この櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた直線搬送機構８００は、図３０に示すように、矩形状突起８２１を設けた被搬送体８２０と、該被搬送体８２０の矩形状突起８２１と係合する矩形状突起８３１を設け、棒状突起８３２と屈曲凹部８３３が形成された搬送体８３０と、棒状突起８３２の側面と接する突起８４１を備えた枠に固設された第１の可動電極８４０と、該第１の可動電極８４０に対応して設けられた第１の固定電極８５０と、屈曲凹部８３３に嵌設された屈曲端部８６１を端部に固設する第２の可動電極８６０と、該第２の可動電極８６０に対応して設けられた固定電極８７０と、各電極８４０，８５０，８６０，８７０の電圧を制御する制御部（不図示）とを備え、搬送体８３０を介して被搬送体８２０を搬送方向に連続的に直進搬送するものである。なお、図示しないが、他の態様も適用することができる。
【００６６】
被搬送体８２０は、互いに平行な矩形状突起８２１を両側面から外側に向かって突設している。２つの搬送体８３０は、被搬送体８２０を挟み互いに対向して位置し、その間に挟まれた被搬送体８２０が搬送される搬送路を構成している。搬送体８３０は、被搬送体８２０の矩形状突起８２１がその間に位置することが可能な間隔で互いに平行な多数の矩形状突起８３１をそれぞれの内側面から内側に向かって突設している。被搬送体及び搬送体の矩形状突起８２１，８３１の間隔は数μｍ程度である。搬送体８３０は、その外側面の中央部付近から外側に向かって延びる棒状突起８３２を、その上下端部付近に外側面に開口を有する屈曲凹部８３１に設けている。棒状突起８３２の側面と接する突起８４１を備えた枠に櫛歯状の第１の可動電極８４０が固設され、該第１の可動電極８４０は搬送方向に延びる多数の櫛歯を備えている。第１の固定電極８５０は、第１の可動電極８４０の櫛歯に対応させた搬送方向に延びる多数の櫛歯を備えている。屈曲凹部８３３に嵌設された屈曲端部８６１を端部に有する棒状部材の他端に第２の可動電極８６０が固設され、該第２の可動電極８６０は搬送方向に直交する方向に延びる多数の櫛歯を備えている。第２の固定電極８７０は、第２の可動電極８６０の櫛歯に対応させた搬送方向に直交する方向に延びる多数の櫛歯を備えた櫛歯状の固定された電極である。これら各電極８４０，８５０，８６０，８７０は電源（不図示）に接続され、正負の電圧が印加される。第１及び第２の固定電極８５０，８７０に対する第１及び第２の可動電極８４０，８６０の相対変位量は数μｍ程度であり、被搬送体及び搬送体の矩形状突起８２１，８３１の間隔よりも大きい。また、第１の可動電極８４０を固設する枠がばね等の弾性体８８０によって固定柱８８１に、搬送体８３０の棒状突起８３２がばね等の弾性体８８２によって固定柱８８３に、それぞれ連結されている。第１の可動電極８４０の移動により、第１の可動電極８４０が固設された枠に設けられた突起８４１に棒状突起８３２が押されることに伴って、搬送方向に搬送体８３０が移動する。このとき、搬送体８３０は、搬送方向と平行な方向に屈曲凹部８３３の両側面と屈曲端部８６１の両側面とが接しており、搬送体４３０を搬送方向に確実に移動することができる。第２の可動電極８６０の移動により、第２の可動電極８６０が固設された屈曲端部８６１とともに屈曲凹部８３３が外側に移動することに伴って、搬送体８３０が搬送方向と直交する方向に移動する。
【００６７】
この直線搬送機構８００の搬送動作について図面に基づき説明する。図３１（ａ）から図３１（ｄ）においては、弾性体８８０，８８２及び固定柱８８１，８８３を省略して直線搬送機構８００を図示している。図３１（ａ）に示すように、被搬送体８２０は、２つの搬送体８３０との間に挟まれて位置しており、各電極８４０，８５０，８６０，８７０には電圧が印加されていない。次に、例えば、図中下側の第１の可動電極８４０に正の電圧をそれぞれ印加し、該第１の可動電極８４０に対応する第１の固定電極８５０に負の電圧を印加する。これにより、図中下側の突起８４１が棒状突起８３２を搬送方向に押し出すことによって、図３１（ｂ）に示すように、２つの搬送体８３０が搬送方向に協動して移動する。このとき、被搬送体の矩形状突起８２１と搬送体の矩形状突起８３１とが係合し、被搬送体８２０は搬送体８３０の移動に伴って搬送方向に移動する。次に、例えば、第２の可動電極８６０に正の電圧を印加し、第２の固定電極８７０に負の電圧を印加する。これにより、屈曲端部８６１とともに屈曲凹部８３３が外側に移動することによって、図３１（ｃ）に示すように、搬送体８３０がそれぞれ外側に移動し、被搬送体８２０と搬送体８３０との係合が解除される。次に、第１の可動電極８４０及び第１の固定電極８５０に印加している電圧を解放する。これにより、弾性体８８０，８８２（図３０参照）の復元力によって、搬送体８３０が搬送方向の反対方向に移動する。さらに、第２の可動電極８６０及び第２の固定電極８７０に印加している電圧を解放する。これにより、弾性体８８２の復元力によって、図３１（ｄ）に示すように、搬送体８３０がそれぞれ内側に移動する。このとき、被搬送体８２０と搬送体８３０とが再び係合する。このような搬送体８３０の２方向への往復移動が繰り返されることによって、被搬送体８２０は搬送方向に連続的に直進搬送される。
【００６８】
櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた回転搬送機構９００は、図３２に示すように、矩形状突起９２１を設けた被搬送体９２０と、該被搬送体９２０の矩形状突起９２１と係合する矩形状突起９３１を設け、可動中心Ｏに対して回動可能な第１の搬送体９３０ａと、固定柱９４０に弾性連結された第２の搬送体９３０ｂと、固定柱９４１に弾性連結された第１の可動電極９５０と、該第１の可動電極９５０に対応して設けられた第１の固定電極９６０と、固定柱９４２に弾性連結された第２の可動電極９７０と、該第２の可動電極９７０に対応して設けられた第２の固定電極９８０と、各電極９５０，９６０，９７０，９８０の電圧を制御する制御部（不図示）を備え、第１及び第２の搬送体９３０ａ，９３０ｂを介して被搬送体９２０を左回り方向の搬送方向に連続的に回転搬送するものである。
【００６９】
被搬送体９２０は、互いに略平行な矩形状突起９２１を内側の側面に突設しており、中心Ｏを中心として左回りの搬送方向に搬送されるものである。第１及び第２の搬送体９３０ａ，９３０ｂは、中心Ｏを中心とする所定の円弧からなるそれぞれの側面によって被搬送体９２０を挟み互いに対向して位置し、その間に挟まれる被搬送体９２０が搬送される搬送路を構成する。第１の搬送体９３０ａは、被搬送体９２０の内側の側面の矩形状突起９２１がその間に位置することが可能な間隔で中心Ｏから外側に向かう多数の矩形状突起９３１を円弧からなる外周面に突設している。第２の搬送体９３０ｂは、被搬送体９２０の外側の側面と接する円弧からなる内周面を備えている。ここで、内側とは中心Ｏに近い側を、外側とは中心Ｏから離れた側を意味している。被搬送体９２０及び第１の搬送体９３０ａの矩形状突起９２１，９３１の間隔は数μｍ程度である。第１の搬送体９３０ａは、可動中心Ｏを中心として回動可能な回動棒９９０に固設されている。第１の可動電極９５０は、中心Ｏを中心とした円弧状に伸びる多数の櫛歯を備えるともに、回動棒９９０にその弧状先端が接触する回動規制部９５１を一体に設けている。回動棒９９０は、回動規制部９５１の弧状先端によって挟み込まれることによって、可動中心Ｏを中心とする回動が規制される。なお、図示しない部材によって、回動棒９９０を中心として対称に位置する２つの回動規制部９５１は一体に設けられている。第１の固定電極９６０は、第１の可動電極９５０の櫛歯に対応させた中心Ｏを中心とした円弧状に伸びる多数の櫛歯を備えた櫛歯状の固定された電極である。第２の可動電極９７０は、上下方向に伸びる多数の櫛歯を備えるとともに、回動棒９９０の回動中心となる中心Ｏに可動中心軸９９１を一体に設けている。第２の固定電極９８０は、第２の可動電極９７０の櫛歯に対応させた上下方向に伸びる多数の櫛歯を備えた櫛歯状の固定された電極である。これら各電極９５０，９６０，９７０，９８０は電源（不図示）に接続され、正負の電圧が印加される。第１及び第２の固定電極９６０，９８０に対する第１及び第２の可動電極９５０，９７０の相対変位量は数μｍ程度であり、被搬送体及び搬送体の矩形状突起９２１，９３１の間隔よりも大きい。第１の可動電極９５０の移動により、第１の可動電極９５０に設けられた回動規制部９５１の弧状先端によって挟み込まれた回動棒９９０が可動中心軸９７１を中心に回転する。第２の可動電極９７０の移動により、第２の可動電極９７０と一体の可動中心軸９９１が移動するとともに、この可動中心軸９９１を回動中心とする回動棒９９０が第１の搬送体９３０ａとともに移動する。また、第１の可動電極９５０は、弾性変形するばね等の弾性体９４３によって固定柱９４１に連結されている。第２の可動電極９７０は、弾性変形するばね等の弾性体９４４によって固定柱９４２に連結されている。さらに、第２の搬送体９３０ｂは、弾性変形するばね等の弾性体９４５（逃し部、図３（ｂ）参照。）によって、固定柱９４０に連結されている。これにより、被搬送体の矩形状突起９２１と第１の搬送体の矩形状突起９３１とが係合し、被搬送体９２０が第１の搬送体９３０ａとともに移動するので、被搬送体９２０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。
【００７０】
この回転搬送機構９００の搬送動作について図面に基づき説明する。図３３（ａ）に示すように、被搬送体９２０は、第１及び第２の搬送体９３０ａ，９３０ｂとの間に挟まれて位置しており、各電極９５０，９６０，９７０，９８０に電圧が印加されていない。次に、例えば、第１の可動電極９５０に正の電圧を印加し、図中左側の第１の可動電極９５０に対応する第１の固定電極９６０に負の電圧を印加する。これにより、図３３（ｂ）に示すように、第１の搬送体９３０ａが可動中心軸９９１を中心に左回りに回転する。このとき、被搬送体９２０の矩形状突起９２１ａと第１の搬送体９３０ａの矩形状突起９３１とが係合するので、被搬送体９２０は第１の搬送体９３０ａの回転に伴って左回りに移動する。次に、例えば、第２の可動電極９７０に正の電圧を印加し、第２の固定電極９８０に負の電圧を印加する。これにより、図３３（ｃ）に示すように、第１の搬送体９３０ａが可動中心軸９９１とともに図中下方向に移動し、被搬送体９２０と第１の搬送体９３０ａとの係合が解除される。次に、第１の可動電極９５０及び第１の固定電極９６０に印加している電圧を解放する。これにより、弾性体９４３の復元力によって、第１の搬送体９３０ａが可動中心軸９９１を中心に右回りに回転する。その後、第２の可動電極９７０及び第２の固定電極９８０に印加している電圧を解放する。これにより、弾性体９４４の復元力によって、可動中心軸９９１が第２の可動電極９７０とともに図中上側に移動し、被搬送体９２０と第１の搬送体９３０とが再び係合する。このような第１の搬送体９３０ａの２方向への往復運動が繰り返されることによって、被搬送体９２０は左回りに連続的に回転搬送される。なお、右回りに設計した場合には、被搬送体９２０を右回りに連続的に回転搬送することも可能である。
【００７１】
このような櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた各種の搬送機構から構成された複合搬送機構を、図２０に示した微小化学分析システムと同様に、微小化学分析システムに適用することができる。
【００７２】
以下、本発明の第３の実施の形態に係る脈動機構を用いた搬送機構について図面に基づき説明する。この搬送機構１０００は、図３４に示すように、外周面が滑らかな被搬送体１０１０と、該被搬送体１０１０の外周面と接触する壁面１０２０を設け被搬送体１０１０の搬送方向に連接した複数の搬送体１０３０と、被搬送体１０１０の搬送方向と直交する方向に搬送体１０３０を駆動により往復移動させる駆動部１０４０、該駆動部１０４０の駆動を制御する制御部１０５０を備え、駆動部１０４０を駆動することによって被搬送体１０３０を脈動させて被搬送体１０１０を搬送方向に連続的に搬送するものである。
【００７３】
被搬送体１０１０は、その上面視が円形や楕円形である滑らかな外周面を備えるものであり、例えば、球形や卵形である。２つの搬送体１０３０は、被搬送体を挟んで互いに対向して位置し、これら２つの搬送体１０３０が被搬送体１０１０の搬送方向に連接しており、これらの搬送体１０３０によって、その間に挟まれた被搬送体１０１０が搬送される搬送路が規定されている。搬送体１０３０は、被搬送体１０２０の外周面と接触する壁面１０２０を備え、その中央部付近に駆動部１０４０が連結され、その端部部分は、連接する搬送体１０３０の壁面１０２０の端部と連結されており、変形可能な弾性体からなっている。搬送体１０３０は、駆動部１０４０の駆動によって被搬送体１０１０の搬送方向と直交する方向にその中央部付近が所定の振幅だけ往復運動する。対向して位置する２つの搬送体１０３０は、駆動部１０４０の駆動によって被搬送体１０１０の搬送方向と直交する方向であって互いに逆方向に、所定の振幅だけ往復運動する。すなわち、対向して位置する２つの搬送体１０３０は、駆動部１０４０の駆動によって搬送路に向かって内側にともに移動、もしくは搬送路から向かって外側にともに移動する。隣接する搬送体１０３０は、独立に移動する。このような駆動体１０３０の往復運動をもたらす駆動部１０４０としては、静電マイクロアクチュエータ、圧電マイクロアクチュエータ等の数μｍ程度の振幅をもったリニア往復運動するマイクロアクチュエータを各往復運動に対応して１つずつ設けている。また、静電マイクロモータの回転運動をリニア往復運動に変換してもよい。なお、対向して位置する２つの搬送体１０３０の往復運動を１つのマイクロアクチュエータにより駆動してもよい。
【００７４】
この搬送機構１０００の搬送動作について図面に基づき説明する。図３５（ａ）に示すように、その間に被搬送体１０１０を挟む２つの搬送体１０３０は、搬送路から向かって外側に移動した状態である。他の搬送体１０３０は、その間に被搬送体１０１０が位置することができない状態である。この状態から、図３５（ｂ）に示すように、その間に被搬送体１０１０を挟んでいた２つの搬送体１０３０が搬送路に向かって内側に移動するともに、搬送方向に隣接する２つの搬送体１０３０が搬送路から向かって外側に移動する。このとき、被搬送体１０１０は、挟まれていた搬送体１０３０から押出され、搬送方向に位置する搬送体１０３０間に生じた空間に向かって移動する。このように、搬送路が脈動するように搬送体１０３０の往復運動が連動して行われることによって、被搬送体１０１０は搬送方向に連続的に搬送される。搬送体１０３０の配置により、曲線を含めた自在な搬送路を構成することができる。駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた搬送機構１１００は、図３６に示すように、固定電極１１１０に対応して設けられた可動電極１１２０とともに搬送体１０３０の中央部付近が移動する。
【００７５】
本発明の第４の実施の形態に係る搬送機構１２００は、図３７に示すピストン型のマイクロアクチュエータ１２１０を、図３８に示すように、搬送路１２２０に沿って複数配列したものである。このピストン型のマイクロアクチュエータ１２１０は、滑らかな先端形状１２１１を有し固定柱１２１２に弾性連結された搬送体１２１３と、平行な多数の櫛歯を備え搬送体１２１３に固設された櫛歯状の可動電極１２１４と、該可動電極１２１４の櫛歯に対応させた多数の櫛歯を備えた固定電極１２１５と、各電極１２１４，１２１５の電圧を制御する制御部（不図示）を備え、各電極１２１４，１２１５の電圧の印加の有無により搬送体１２１３が線形往復移動するものである。複数のピストン型のマイクロアクチュエータ１２１０は、図３８（ａ）から図３８（ｅ）に示すように、搬送路１２２０に沿って配列されており、制御部の制御によって、その先端付近に搬送されてきた被搬送体１２３０を搬送方向に連携して押出し、被搬送体１２３０を搬送する。
【００７６】
本発明の第５の実施の形態に係る搬送機構１３００は、図３９に示すように、ベルト状の搬送体１３１０を静電マイクロモータ１３２０によって周回移動させることにより、搬送体１３１０に載置された被搬送体１３３０を搬送するものである。ベルト状の搬送体１３１０は、２つの静電マイクロモータ１３２０に掛け渡され、搬送体１３１０の内側面から内側に向かって設けられた矩形状突起１３１１と静電マイクロモータ１３２０の外側面から外側に向かって設けられた矩形状突起１３２１とが係合することにより、静電マイクロモータ１３２０の回転に伴って周回移動する。これにより、搬送体１３１０に載置された被搬送体１３３０は、搬送体１３１０が形成する所定の周回搬送経路に沿って搬送される。
【００７７】
本発明の第６の実施の形態に係る搬送機構１４００は、図４０に示すように、ベルト状の搬送体１４１０を静電マイクロアクチュエータ１４２０の駆動によって回転する回転体１４３０を回転させることにより、搬送体１４１０に載置された被搬送体１４４０を搬送するものである。ベルト状の搬送体１４１０は、２つの回転体１４３０に掛け渡され、搬送体１４１０の内側面から内側に向かって設けられた矩形状突起１４１１と回転体１４３０の外側面から外側に向かって設けられた矩形状突起１４３１とが係合することにより、回転体１４３０の回転に伴って周回移動する。回転体１４３０は、その矩形状突起１４３１と係合する他の矩形状突起１４５０が静電マイクロアクチュエータ１４２０（図３０の８００を参照。）の駆動による掃出し動作によって、回転する。これにより、搬送体１４１０に載置された被搬送体１４４０は、搬送体１４１０が形成する所定の周回搬送経路に沿って搬送される。
【００７８】
本発明の第７の実施の形態に係る搬送機構は、櫛歯型静電マイクロアクチュエータと並行平板型静電マイクロアクチュエータとを組み合わせて駆動することにより、被搬送体を搬送するものである。この搬送機構１５００は、図４１（ａ）に示す状態から、櫛歯型静電マイクロアクチュエータの可動電極１５１０が電圧の印加の有無によって図中の上下方向に移動すると、可動電極１５１０に固設された中間体１５２０が上下方向に移動する。中間体１５２０が上下方向の移動すると、この中間体１５２０の両側面に設けられた矩形状突起１５２１と係合する矩形状突起１５３１を側面に設けた搬送体１５３０が上下方向に移動する。この搬送体１５３０は、並行平板型静電マイクロアクチュエータの可動電極でもあり、この可動電極に対応して図示しない固定電極が設けられている。これらの電極に電圧が印加されていない状態で、図４１（ｂ）に示すように、搬送体１５３０の他の側面に設けられた矩形状突起１５３２と係合する矩形状突起１５４１を側面に設けた被搬送体１５４０が、規定されたレール１５５０上を上下方向に移動する。その後、並行平板型静電マイクロアクチュエータの各電極に電圧を印加し、並行平板型静電マイクロアクチュエータの可動電極、すなわち搬送体１５３０が図中紙面に直交する方向に移動することにより、被搬送体１５４０と搬送体１５３０との係合、及び搬送体１５３０と中間体１５２０との係合が解除される。このように、被搬送体１５４０は、レール１５５０上を図中上下方向の搬送方向に連続して搬送される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る搬送機構を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るラチェット機構を用いた直線搬送機構を示す構成図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、ラチェット機構を用いた直線搬送機構に係る逃し部の形態をそれぞれ示す図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、ラチェット機構を用いた直線搬送機構に係る逃し部の形態をそれぞれ示す図である。
【図５】（ａ）から（ｃ）は、図２に示した直線搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図６】（ａ）から（ｃ）は、ラチェット機構を用いた別の直線搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図７】（ａ）から（ｃ）は、図２に示した搬送体を搬送方向に連続して設けた直線搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、搬送体を搬送方向に連続して設けたそれぞれ別の直線搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図９】（ａ）から（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るラチェット機構を用いた回転搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図１０】（ａ）から（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るラチェット機構を用いた分岐搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図１１】ラチェット機構を用いた複合搬送機構を説明する図である。
【図１２】ラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた直線搬送機構を説明する図である。
【図１３】（ａ）から（ｃ）は、図１２に示した直線搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、ラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた回転搬送機構を説明する図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた別の回転搬送機構をそれぞれ説明する図である。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は、ラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いたさらに別の回転搬送機構をそれぞれ説明する図である。
【図１７】ラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いたさらに別の回転搬送機構を説明する図である。
【図１８】ラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いたさらに別の回転搬送機構を説明する図である。
【図１９】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた分岐搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図２０】ラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた複合搬送機構を適用した微小化学分析システムの実施例を示す図である。
【図２１】図２０における試料搬送車を示す図である。
【図２２】（ａ）及び（ｂ）は、試料搬送車の変形例をそれぞれ示す図である。
【図２３】（ａ）及び（ｂ）は、試料搬送車を連結した例をそれぞれ示す図である。
【図２４】試料搬送車を連接した例を示す図である。
【図２５】本発明の第２の実施の形態に係る掃出し機構を用いた直線搬送機構を示す構成図である。
【図２６】（ａ）から（ｄ）は、図２５に示した直線搬送機構の搬送動作を説明する説明図である。
【図２７】（ａ）から（ｃ）は、掃出し機構を用いた別の直線搬送機構を示す図である
【図２８】（ａ）から（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る掃出し機構を用いた回転搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図２９】掃出し機構を用いた複合搬送機構を説明する図である。
【図３０】掃出し機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた直線搬送機構を説明する図である。
【図３１】（ａ）から（ｄ）は、図３０に示した直線搬送機構の搬送動作を説明する説明図である。
【図３２】掃出し機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた回転搬送機構を説明する図である。
【図３３】（ａ）から（ｃ）は、図３２に示した回転搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図３４】本発明の第３の実施の形態に係る脈動機構を用いた搬送機構を示す構成図である。
【図３５】（ａ）及び（ｂ）は、図３４に示した搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図３６】脈動機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた搬送機構を説明する図である。
【図３７】本発明の第４の実施の形態に係る搬送機構に用いるピストン型のマイクロアクチュエータを説明する図である。
【図３８】図３７に示したピストン型のマイクロアクチュエータを用いた搬送機構を説明する図である。
【図３９】本発明の第５の実施の形態に係る搬送機構を説明する図である。
【図４０】本発明の第６の実施の形態に係る搬送機構を説明する図である。
【図４１】本発明の第７の実施の形態に係る搬送機構を説明する図である。
【符号の説明】
【００８０】
１、５３０、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００ 搬送機構
２、２０、１２０、２２０、３２０、３７２、３８２、４１０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０１０、１２１３、１３３０、１４４０、１５４０ 被搬送体
３ 搬送路
４、３０、１３０、２３０、３３０、３７３、３７５、３８５、６３０、７３０、８３０、９３０、１０３０、１３１０、１４１０、１５３０ 搬送体
５、４０、６４０、１０４０ 駆動部
６、５０、６５０、１０５０ 制御部
１０、１０´、６０、２００、６００、８００ 直線搬送機構（搬送機構）
２１、３１、１２１、１３１、２２１、２３１、３２１、３７１、３７６、３８１、３８３ 鋸歯
１００、３００、３７０、３８０、７００、９００ 回転搬送機構（搬送機構）
１４０、４００、７６０ 分岐搬送機構（搬送機構）
１６０、７５０ 複合搬送機構（搬送機構）
５００ 微小化学分析システム
５１０、５１０´ 、５４０試料搬送車（被搬送体）
５３０ａ 直線搬送ブロック
５３０ｂ 分岐搬送ブロック（分岐路を有するブロック）
５３０ｃ 曲線搬送ブロック
６２１、６３１、７２１、７３１、８２１、８３１、９２１，９３１、１３１１、１３２１、１５２１、１５３１、１５４１ 矩形状突起（突起）
１０２０ 壁面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送機構、詳しくはマイクロアクチュエータを用いて微小な被搬送体を搬送する搬送機構、及びこれを用いて試料等が搬送される微小化学分析システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体微細加工技術を用いて機械素子などの製作を行うマイクロマシン技術は様々な分野への応用が進展している。医療や環境測定の分野においては、超小型のポンプ、バルブ、センサなどを集積化した微小化学分析システム（μＴＡＳ：Micro Total Analysis System）が最近盛んに研究がなされている。この微小化学分析システムは、化学分析システムの各要素をマイクロマシン技術により小型化し、基板上に集積することにより、システムの小型化、低価格化を可能とするとともに、分析に必要なサンプルや試薬の量や分析により生じる廃液の量を大幅に低減することができる。
【０００３】
微小化学分析システムを構成する主要な要素の１つとして搬送機構がある。この搬送機構は、分析に必要な試料、試薬を搬入口から導入して所定の分析、計測、混合、反応、分離部、検出等の各部位に搬送し、その後の廃液を排出口まで搬送するものであり、ポンプ、バルブ、流路（チャネル）等からなっている。例えば、特許文献１には、圧電素子を用いて液体を精度よく微小量噴出する液体ディスペンサが、特許文献２には、流体分析に適した微細な流体搬送構造がそれぞれ開示されている。
【特許文献１】特開２００１−２３４８６８号公報
【特許文献２】特開２００２−２４３７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の微小化学分析システムを構成する搬送機構においては、試料を流路に流して搬送していたので、分析に最小限必要な量を超える量の試料を必要とし、１回の分析に余分な量の試料を必要とする問題があった。特に生化学分野では必要とする試料の量は少ない方が望ましく、また、一定量の試料がないため分析できないこともあった。さらに、廃液の量も多くなる問題があった。また、流路等に試料が付着するため、新たな試料の分析を行い再利用するためには、流路等を洗浄する必要があり、１回の使用のみで使い捨てる場合には、コスト的に割高なものとなるとともに、対環境性に問題があった。また、固体試料や粘性の高い試料を搬送する機構は、開発されておらず、これらの試料を用いた分析ができないという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる問題を解決すべくなされたものであり、従来のような試料を「流す」必要をなくして、微小固体や液滴を搬送することができる搬送機構、及びこの搬送機構を用いた微小化学分析システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の搬送機構は、所定の搬送方向に搬送される被搬送体と、前記搬送方向に移動するときは前記被搬送体と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは前記被搬送体との係合が解除される搬送体と、駆動により前記搬送方向及びその反対方向に前記搬送体を往復移動させる駆動部を備えることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の搬送機構は、所定の搬送方向に搬送され、鋸歯を設けた被搬送体と、
前記搬送方向に移動するときは前記被搬送体の鋸歯と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは前記被搬送体の鋸歯と滑り合う鋸歯を設けた搬送体と、駆動により前記搬送方向及びその反対方向に前記搬送体を往復移動させる駆動部を備えることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の搬送機構は、所定の搬送方向に搬送される被搬送体と、前記搬送方向に移動するときは前記被搬送体と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは前記被搬送体から離れる方向に移動することにより前記被搬送体との係合を解除する搬送体と、駆動により前記搬送方向及びその反対方向に前記搬送体を往復移動させる駆動部を備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の搬送機構は、請求項１から３の何れか１項に記載の搬送機構において、前記搬送体を、前記被搬送体が搬送される搬送路に沿って連続して設けたことを特徴としている。
【００１０】
請求項５に記載の搬送機構は、所定の搬送方向に搬送される被搬送体と、前記被搬送体がその間を搬送される対向する壁面を備え、前記搬送方向に連続して設けられた複数の搬送体と、駆動により、前記壁面の間の距離が前記被搬送体の幅を超える位置、及び前記壁面の間の距離が前記被搬送体の幅以下となる位置に前記壁面が位置するように、前記搬送体を往復移動させる駆動部を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項６に記載の搬送機構は、請求項１から５の何れか１項に記載の搬送機構において、前記被搬送体が搬送される方向に分岐路を設け、前記分岐路の入り口に壁面の間の距離を制御する部材を設け、前記制御部材の位置を変えることにより、前記搬送体の幅を超える幅の分岐路に前記搬送体を移動させるように構成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項７に記載の搬送機構は、前記分岐路を有するブロックと、前記搬送方向を一定として前記被搬送体が搬送されるように、請求項１から５の何れか１項に記載の搬送機構によって構成された直線搬送ブロックと、前記搬送方向を変化させながら前記被搬送体が搬送されるように、請求項１から５の何れか１項に記載の搬送機構によって構成された曲線搬送ブロックのうち、いずれか２以上の前記ブロックを組み合わせて構成したことを特徴としている。
【００１３】
請求項８に記載の微小化学分析システムは、液滴又は微小固形物を載置する前記被搬送体を、請求項１から７の何れか１項に記載の搬送機構によって搬送することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の搬送機構によれば、駆動部の駆動により搬送方向及びその反対方向に往復移動する搬送体が、搬送方向に移動するときは被搬送体と係合し、搬送方向と反対方向に移動するときは被搬送体との係合が解除されるので、駆動部が連続して駆動することによって、被搬送体を搬送方向に連続して搬送することができる。
【００１５】
請求項２に記載の搬送機構によれば、駆動部の駆動により搬送方向及びその反対方向に往復移動する搬送体が、搬送方向に移動するときは被搬送体の鋸歯と係合し、搬送方向と反対方向に移動するときは被搬送体の鋸歯と滑り合う鋸歯を設けているので、駆動部が連続して駆動することによって、被搬送体を搬送方向に連続して搬送することができるとともに、簡易な構成とすることができる。
【００１６】
請求項３に記載の搬送機構によれば、駆動部の駆動により搬送方向及びその反対方向に往復移動する搬送体が、搬送方向に移動するときは被搬送体と係合し、搬送方向と反対方向に移動するときは被搬送体から離れる方向に移動することにより被搬送体との係合を解除するので、駆動部が連続して駆動することによって、簡易な構成で被搬送体を搬送方向に連続して搬送することができるともに、簡易な構成とすることができる。
【００１７】
請求項４に記載の搬送機構によれば、搬送体を、被搬送体が搬送される搬送路に沿って連続して設けているので、被搬送体を搬送体間に渡って搬送することができ、搬送距離を長くすることができる。
【００１８】
請求項５に記載の搬送機構によれば、駆動部の駆動により、壁面の間の距離が被搬送体の幅を超える位置、及び壁面の間の距離が被搬送体の幅以下となる位置に壁面が位置するように、搬送体が往復移動するので、駆動部の駆動によって、壁面が脈動するように搬送体を移動させることにより、被搬送体を搬送方向に搬送することができる。
【００１９】
請求項６に記載の搬送機構によれば、被搬送体が搬送される方向に分岐路を設け、分岐路の入り口に壁面の間の距離を制御する部材を設け、制御部材の位置を変えることにより、搬送体の幅を超える幅の分岐路に搬送体を移動させるように構成したので、被搬送体を所望の分岐路に確実に移動させることができる。
【００２０】
請求項７に記載の搬送機構によれば、分岐路を有するブロックと直線搬送ブロックと曲線搬送ブロックを組み合わせて搬送機構を構成しているので、搬送機構の構築や変更を容易に行うことができる。
【００２１】
請求項８に記載の微小化学分析システムによれば、液滴又は微小固形物を載置する被搬送体を、前記特徴を備えた搬送機構によって搬送するので、分析に必要な最小量の試料を微小化学分析システムの分析部に搬送することができるとともに、従来の技術ではできなかった固体微小物や液滴の試料を搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係る搬送機構１は、図１に示すように、所定の搬送方向に搬送される被搬送体２と、該被搬送体２と係合する搬送体４と、駆動により搬送体４を前記搬送方向に移動させる駆動部５を備え、駆動部５を駆動することによって搬送体４に係合された被搬送体２を搬送方向に搬送するものである。搬送体４は、被搬送体２が搬送される搬送路３の少なくとも一部を構成する。
【００２３】
搬送機構１は、さらに、被搬送体２と搬送体４との係合を解除する係合解除手段を備えている。微小変位往復移動するマイクロアクチュエータ等から駆動部５を構成すると、駆動部５の駆動により搬送体４が往復移動する。例えば、往動時に被搬送体２と係合する搬送体４を搬送方向に移動させ、復動時に被搬送体２との係合を解除させた搬送体４を搬送方向と反対方向への移動し、往動時前の位置に復帰させることによって、被搬送体２を搬送方向へ連続的に搬送することができる。搬送体４が微小変位だけ往復移動するものであっても、この微小変位を積算し被搬送体を大変位搬送することができる。また、搬送機構１は駆動部４の駆動などを制御する制御部６を備えている。
【００２４】
本発明の第１の実施の形態に係るラチェット機構を用いた搬送機構について図面に基づき説明する。このラチェット機構を用いた直線搬送機構１０は、図２に示すように、鋸歯２１を設けた被搬送体２０と、該被搬送体の鋸歯２１と係合する鋸歯３１（３１ａ及び３１ｂ）を設けた搬送体３０（３０ａ及び３０ｂ）と、駆動により前記搬送方向及びその反対方向に搬送体３０を往復移動させる駆動部４０を備え、駆動部４０の駆動により被搬送体２０を搬送方向に連続的に直進搬送するものである。
【００２５】
被搬送体２０は、その中心線を挟んで対称になるように傾斜する鋸歯２１を両側面に刻設している。搬送体３０は、被搬送体２０を挟み互いに対向して位置する第１の搬送体３０ａと第２の搬送体３０ｂからなり、第１の搬送体３０ａと第２の搬送体３０ｂとが、その間に挟まれた被搬送体２０が搬送される搬送路の一部を構成している。第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂは、被搬送体２０の鋸歯２１と係合するように当該鋸歯２１の傾斜と反対方向に傾斜する複数の鋸歯３１をそれぞれ刻設している。第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂは、駆動部４０の往復移動によって被搬送体２０の搬送方向と平行に互いに反対方向に所定の振幅だけ往復移動する。すなわち、第１の搬送体３０ａが搬送方向に移動するとき、第２の搬送体３０ｂは搬送方向と反対方向に移動し、第１の搬送体３０ａが搬送方向と反対方向に移動するとき、第２の搬送体３０ｂは搬送方向に移動するように、第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂの往復移動をもたらす駆動部４０を制御部５０が制御する。駆動部４０は、静電マイクロアクチュエータ、圧電マイクロアクチュエータ等の数μｍ程度の振幅をもったリニア往復運動するマイクロアクチュエータである。また、静電マイクロモータの回転運動をリニア往復運動に変換してもよい。なお、被搬送体及び搬送体の鋸歯２１，３１は、図２に示すような片歯の他、爪歯、鉤歯等であってもよく、搬送体３０が搬送方向に移動する際には搬送体３０に係合された被搬送体２０が搬送体３０とともに移動し、搬送体３０が搬送方向と反対方向に移動する際には被搬送体２０の鋸歯２１と搬送体３０との鋸歯３１が滑り合うために被搬送体２０と搬送体３０とが係合せず、搬送体３０の移動によっては被搬送体２０が移動しないものであればよい。被搬送体２０及び搬送体３０の鋸歯２１，３１の歯間隔は、搬送体３０の振幅未満である。
【００２６】
ところで、実際には、搬送体３０の鋸歯３１と被搬送体２０との鋸歯２１が滑り合うとき、鋸歯２１，３１の干渉によって搬送方向と直交する方向への相対的な変位が生じるので、この変位を吸収するために、搬送方向と直交する方向に被搬送体又は搬送体の鋸歯２１，３１を適宜逃すことができるように逃し部を設ける必要がある。例えば、図３（ａ）に示すように、第１の搬送体の鋸歯３１ａと係合する第１の鋸歯２１ａを外側面に刻設した第１の鋸歯部２２ａと、第２の搬送体の鋸歯３１ｂと係合する第２の鋸歯２１ｂを外側面に設けた第２の鋸歯部２２ｂと、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂとの間に位置する中央部２３と、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂの内側面と中央部２３の両側面とをそれぞれ可動可能に連結するばね部（逃し部）２４とを備える被搬送体２０とする。ここで、内側面とは被搬送体２０の縦中心側の側面を、外側面とは被搬送体２０の縦中心軸から近い側の側面を意味する。これにより、被搬送体の鋸歯２１と搬送体との鋸歯３１が滑り合うとき、鋸歯２１，３１の干渉に伴って第１又は第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂが中央部２３に向かって適宜移動するので、被搬送体２０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。なお、中央部２３を設けることなく、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂを直接ばね部２４により連結してもよい。
【００２７】
また、図３（ｂ）に示すように、第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂにそれぞれ固定壁３３に対して搬送方向と直交する方向に可動可能に連結するばね部（逃し部）３２を設けてもよい。これにより、被搬送体の鋸歯２１と搬送体の鋸歯３１とが滑り合うとき、鋸歯２１，３１の干渉に伴って第１又は第２の鋸歯体３０ａ，３０ｂが固定壁３３に向かって適宜移動するので、被搬送体２０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。なお、第１又は第２の搬送体３０ａ，３０ｂの何れかのみを固定壁３３にばね部３２により連結してもよい。
【００２８】
また、図４（ａ）に示すように、被搬送体２０の鋸歯２１を可撓性を有する脚（逃し部）２５としてもよい。これにより、被搬送体２０の脚２５と搬送体の鋸歯３１とが滑り合うとき、脚２５は鋸歯３１に沿って適宜撓むので、被搬送体２０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。
【００２９】
また、図４（ｂ）に示すように、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂと中央部２３とをそれぞれ搬送方向とは直交する方向に可動可能とするともに、第１及び第２の鋸歯部２１ａ，２２ｂと中央部２３との搬送方向と平行な方向への相対移動を規制する規制部（逃し部）を被搬送体２０に設けてもよい。この規制部は、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂの内側面からそれぞれ中央部２３に向かって突出する鋸歯部突起２６と、中央部２３の両側面から第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂに向かってそれぞれ突出し、前記鋸歯部突起２６と係合する中央部突起２７とからなる。これにより、被搬送体２０の鋸歯２１と搬送体３０の鋸歯３１とが滑り合うとき、鋸歯２１，３１の干渉に伴って第１又は第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂが中央部２３に向かって適宜移動するので、被搬送体２０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。また、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂが搬送体３０と共に移動又は静止するとき、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂと中央部２３とは互いに係合するので、これらは一体化した状態で被搬送体２０を構成し続ける。なお、中央部２３を設けることなく、第１及び第２の鋸歯部２２ａ，２２ｂを直接突起により連結してもよい。
【００３０】
図２に示した直線搬送機構１０の搬送動作について図面に基づき説明する。この直線搬送機構１０は、図示しないが、図２に示す駆動部４０や制御部５０、及び図３（ａ）から図３（ｄ）等に示す逃し部を設けるものである。図５（ａ）に示すように、被搬送体２０は、第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂとの間に挟まれて位置している。この状態から、図５（ｂ）に示すように、第１の搬送体３０ａが搬送方向に移動すると同時に第２の搬送体３０ｂが搬送方向と反対方向に移動する。このとき、被搬送体の鋸歯２１ａと第１の搬送体の鋸歯３１ａとが係合し、被搬送体の鋸歯２１ｂと第２の搬送体の鋸歯３１ｂとは滑り合うので、被搬送体２０は第１の搬送体３０ａの移動に伴って搬送方向に移動する。次に、図５（ｃ）に示すように、第１の搬送体３０ａが搬送方向の反対方向に移動すると同時に第２の搬送体３０ｂは搬送方向に移動する。このとき、被搬送体の鋸歯２１ａと第１の搬送体の鋸歯３１ａとは滑り合い、被搬送体の鋸歯２１ｂと第２の搬送体の鋸歯３１ｂとは係合するので、被搬送体２０は第２の搬送体３０ｂの移動に伴って搬送方向に移動する。このような第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂの往復移動が繰り返されることによって、被搬送体２０は搬送方向に連続的に直進搬送される。
【００３１】
また、図６（ａ）から図６（ｃ）に示すように、第１の搬送体３０ａのみを往復移動させ、第２の搬送体３０ｂを常に固定する直線搬送機構１０´としてもよい。図６（ａ）に示す状態から、図６（ｂ）に示すように、第１の搬送体３０ａが搬送方向に移動すると、被搬送体の鋸歯２１ａと第１の搬送体の鋸歯３１ａとは係合するので、被搬送体２０は第１の搬送体３０ａの移動に伴って搬送方向に移動する。次に、図６（ｃ）に示すように、第１の搬送体３０ａが搬送方向の反対方向に移動すると、被搬送体の鋸歯２１ｂと第２の搬送体の鋸歯３１ｂとの係合によって被搬送体２０の搬送方向の反対方向への移動は阻止されるので、被搬送体の鋸歯２１ａと第１の搬送体の鋸歯３１ａとは滑り合い、被搬送体２０は停止した状態を保つ。このような第１の搬送体３０ａの往復移動が繰り返されることによって、被搬送体２０は搬送方向に連続的に直進搬送される。第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂが往復移動する図５に示した直線搬送機構１０に比べて、第１の搬送体３０ａの一回の往復移動当たりの被搬送体２０の移動距離は半分になる。
【００３２】
搬送体３０を搬送方向に連続して設けた直線搬送機構７０について図面に基づき説明する。この直線搬送機構７０は、図７（ａ）に示すように、図２に示した搬送体３０を搬送方向に連続させて配置し、各搬送体３０をそれぞれ搬送方向と平行に往復振動させる駆動部（不図示）と、各駆動部を独立して制御する制御部（不図示）を備え、駆動部を駆動することによって搬送体３０に係合された被搬送体２０を搬送体３０間を受け渡して搬送方向に直進搬送するものである。搬送体３０は、搬送方向への往復移動によって互いに干渉しない隙間を少なくとも設けて、搬送方向に連続して配置されている。なお、図示しないが、前記に示した被搬送体や搬送体の各種態様を適用することができる。
【００３３】
搬送元の搬送体３０から搬送先の搬送体３０へ搬送される被搬送体２０は、図７（ｂ）に示すように、搬送元の搬送体の鋸歯３１からその鋸歯２１の一部が離脱する。そして、図７（ｃ）に示すように、搬送先の搬送体３０が移動して当該搬送体の鋸歯３１と、この離脱した鋸歯２１とが係合することによって、搬送元の搬送体３０から搬送先の搬送体３０へ受け渡され被搬送体２０は搬送される。その後、図７（ｄ）に示すように、搬送先の搬送体３０のみの往復移動によって、被搬送体２０は搬送方向に搬送される。
【００３４】
搬送元の搬送体３０から搬送先の搬送体３０へ被搬送体２０を受け渡すとき、図７（ｂ）に示すように、被搬送体２０の鋸歯２１の一部が搬送体３０の鋸歯３１と係合していないので、被搬送体２０の搬送が不安定になり得る。そこで、図８（ａ）に示すように、被搬送体の鋸歯２１の歯数を増やしたり、図８（ｂ）に示すように、対向して位置する第１及び第２の搬送体３０ａ，３０ｂを搬送方向に位置ずれさせて配置することにより、受け渡し時の被搬送体の鋸歯２１と搬送体の鋸歯３１との係合する本数を増やし、被搬送体２０の受け渡しをより安定して行うことができる。
【００３５】
以下、ラチェット機構を用いた回転搬送機構１００について図面に基づき説明する。この回転搬送機構１００は、図９（ａ）に示すように、鋸歯１２１（１２１ａ及び１２１ｂ）を設けた被搬送体１２０と、該被搬送体の鋸歯１２１と係合する鋸歯１３１（１３１及び１３１ｂ）を設けた搬送体１３０（１３０ａ及び１３０ｂ）と、搬送体１３０を駆動により往復回動させる駆動部（不図示）、駆動部の駆動を制御する制御部（不図示）を備え、駆動部を駆動することによって搬送体を介して被搬送体１２０を左回りの搬送方向（搬送体１３０の回動方向の接線方向）に連続的に回転搬送するものである。
【００３６】
被搬送体１２０は、その中心線を挟んで対称になるように傾斜する鋸歯１２１ａ，１２１ｂを両側面に刻設しており、中心Ｏを中心として左回りの搬送方向に搬送されるものである。搬送体１３０は、中心Ｏを中心とする所定の円弧からなる側面によって被搬送体１２０を挟み互いに対向して位置する第１の搬送体１３０ａと第２の搬送体１３０ｂとからなり、第１の搬送体１３０ａと第２の搬送体１３０ｂとが、その間に挟まれる被搬送体１２０が搬送される搬送路を構成している。第１の搬送体１３０ａは、被搬送体１２０の内側面の鋸歯１２１ａと係合するように当該鋸歯１２１ａの傾斜と同方向に傾斜する複数の鋸歯１３１ａを円弧からなる外周面に刻設している。第２の搬送体１３０ｂは、被搬送体１２０の外側面の鋸歯１２１ｂと係合するように当該鋸歯１２１ｂの傾斜と同方向に傾斜する複数の鋸歯１３１ｂを円弧からなる内周面に刻設している。ここで、内とは中心Ｏに近い側を、外とは中心Ｏから離れた側を意味している。第１及び第２の搬送体１３０ａ，１３０ｂは、駆動部の駆動によって中心Ｏを中心に互いに反対方向に所定の振幅だけ往復回動する。すなわち、第１の搬送体１３０ａが左回りに回転するとき、第２の搬送体１３０ｂは右回りに回転し、第１の搬送体１３０ａが左回りに回転するとき、第２の搬送体１３０ｂは右回りに回転する。駆動部は、静電マイクロアクチュエータ、圧電マイクロアクチュエータ等の数度の振幅をもった往復回動するマイクロアクチュエータである。また、静電マイクロモータの回転移動を往復回動に変換してもよい。搬送体１３０の歯間隔は、搬送体１３０の振幅未満である。なお、図示しないが、他の態様も適用することができる。
【００３７】
次に、この回転搬送機構１００の搬送動作について図面に基づき説明する。図９（ａ）に示す状態から、図９（ｂ）に示すように、第１の搬送体１３０ａが左回りに回転すると同時に第２の搬送体１３０ｂが右回りに回転する。このとき、被搬送体の鋸歯１２１ａと第１の搬送体の鋸歯１３１ａとは係合し、被搬送体の鋸歯１２１ｂと第２の搬送体の鋸歯１３１ｂとは滑り合うので、被搬送体１２０は第１の搬送体１３０の回転に伴って左回りに回転する。次に、図９（ｃ）に示すように、第１の搬送体１３０ａが右回りに移動すると同時に第２の搬送体１３０ｂは左回りに回転する。このとき、被搬送体の鋸歯１２１ａと第１の搬送体の鋸歯１３１ａとは滑り合い、被搬送体の鋸歯１２１ｂと第２の搬送体の鋸歯１３１ｂとは係合するので、被搬送体１２０は第２の搬送体１３０ｂの回転に伴って左回りに移動する。このような第１及び第２の搬送体１３０ａ，１３０ｂの往復回動が繰り返されることによって、被搬送体１２０は左回りに連続的に回転搬送される。なお、右回りに設計した場合には、被搬送体１２０を右回りに連続的に回転搬送することも可能である。
【００３８】
以下、ラチェット機構を用いた分岐搬送機構１４０について図面に基づき説明する。この分岐搬送機構１４０は、図１０（ａ）に示すように、図２に示した直進搬送機構１０によって搬送された被搬送体２０を、左回りに回転搬送する左回り回転搬送機構１５０ａと右回りに回転搬送する右回り回転搬送機構１５０ｂを組み合わせ配置することによって、搬送方向を選択して搬送するものである。直進搬送機構１０によって搬送された被搬送体２０は、左回り回転搬送機構１５０ａと右回り回転搬送機構１５０ｂとの間に設けた開口１５１から、左回り回転搬送機構１５０ａ及び右回り回転搬送機構１５０ｂを構成する各搬送体によって構成される搬送路内に流入される。図示しない制御部は、作業者の指示等によって、左回り回転搬送機構１５０ａか右回り回転搬送機構１５０ｂの何れか一方を動作させる。例えば、左回り回転搬送機構１５０ａを動作させた場合には、図１０（ｂ）及び図１０（ｃ）に示すように、被搬送体２０は、左回り回転搬送機構１５０ａの搬送体によって左回りに搬送される。
【００３９】
ラチェット機構を用いた複合搬送機構１６０について図面に基づき説明する。この複合搬送機構１６０は、図１１に示すように、図２に示した直進搬送機構１０等、図９に示した回転搬送機構１００、図１０に示した分岐搬送機構１４０とを適宜組み合わせることにより、所望の搬送路を構成したものである。このように、所定の搬送機構を組み合わせることにより搬送路を構成することができるので、搬送路の構築や変更を容易に行うことができる。また、各搬送機構の搬送体は、それぞれ独立に制御部（不図示）によって制御するので、同一の搬送路に同時に複数の被搬送体を搬送してもよい。
【００４０】
以下、ラチェット機構を用いた搬送機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた実施例について図面に基づき説明する。この櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた直線搬送機構２００は、図１２に示すように、鋸歯２２１を設けた被搬送体２２０と、該被搬送体２２０の鋸歯２２１と係合する鋸歯２３１（２３１ａ及び２３１ｂ）を設け、固定柱２４０に弾性連結された搬送体２３０（２３０ａ及び２３０ｂ）と、該搬送体２３０に設けられた可動電極２５０と、該可動電極２５０に対応して設けられた固定電極２６０と、可動電極２５０及び固定電極２６０の電圧を制御する制御部（不図示）を備え、搬送体２３０を介して被搬送体２２０を搬送方向に連続的に直進搬送するものである。なお、図中の斜線部は固定部である。なお、図示しないが、他の態様も適用することができる。
【００４１】
被搬送体２２０は、同方向に傾斜する鋸歯２２１を両側面に刻設している。搬送体２３０は、被搬送体２２０を挟んで互いに対向して位置する第１の搬送体２３０ａと第２の搬送体２３０ｂからなり、第１の搬送体２３０ａと第２の搬送体２３０ｂとが、その間に挟まれる被搬送体２２０が搬送される搬送路を構成している。第１及び第２の搬送体２３０ａ，２３０ｂは、被搬送体２２０の鋸歯２２１と係合するように当該鋸歯２２１の傾斜と反対方向に傾斜する複数の鋸歯２３１ａ，２３１ｂをそれぞれ刻設している。被搬送体及び搬送体の櫛歯２２１，２３１の歯間隔は数μｍ程度である。第１及び第２の搬送体２３０ａ，２３０ｂは、搬送方向に延びる多数の櫛歯を備えた櫛歯状の可動電極２５０を固設している。固定電極２６０は、可動電極２５０の櫛歯に対応させた搬送方向に延びる多数の櫛歯を備えた櫛歯状の固定された電極であり、これら各電極２５０，２６０は電源（不図示）に接続され、正負の電圧が印加される。可動電極２５０と固定電極２６０に正負の互いに異なる極性の電圧を印加すると、これらの電極間に生じる引力によって、各電極２５０，２６０の櫛歯が重なり合うように、可動電極２５０が固定電極２６０側に移動する。可動電極２５０の変位量は数μｍ程度であり、被搬送体及び搬送体の鋸歯２２１，２３１の歯間隔よりも大きい。可動電極２５０の移動により、可動電極２５０が固設された搬送体２３０は移動する。また、第１及び第２の搬送体２３０ａ，２３０ｂは、搬送方向と平行な方向に主に弾性変形するばね等の弾性体２７０によって、それぞれ固定柱２４０に連結されている。これにより、搬送方向と平行な方向に移動する搬送体２３０の移動時における摩擦の影響を低減し安定した移動とすることができるとともに、可動電極２５０と固定電極２６０との接触を防止することができる。さらに、図示していないが、搬送方向と直交する方向に主に弾性変形するばね等の弾性体によっても、第１及び第２の搬送体２３０ａ，２３０ｂがそれぞれ固定柱２４０に連結されていてもよい。
【００４２】
この直線搬送機構２００の搬送動作について図面に基づき説明する。図１３（ａ）に示すように、被搬送体２２０は、第１及び第２の搬送体２３０ａ，２３０ｂとの間に挟まれて位置しており、各電極２５０，２６０に電圧が印加されていない。次に、例えば、第１の搬送体２３０ａの可動電極２５０に正の電圧を印加し、第１の搬送体２３０ａに図中上側の可動電極２５０に対応する固定電極２６０に負の電圧を印加する。また同時に、例えば、第２の搬送体２３０ｂの可動電極２５０に正の電圧を印加し、第２の搬送体２３０ｂの図中下側の可動電極２５０に対応する固定電極２６０に負の電圧を印加する。これにより、図１３（ｂ）に示すように、第１の搬送体２３０ａが搬送方向に移動すると同時に第２の搬送体２３０ｂが搬送方向と反対方向に移動する。このとき、被搬送体の鋸歯２２１と第１の搬送体の鋸歯２３１ａとは係合し、被搬送体の鋸歯２２１と第２の搬送体の鋸歯２３１ｂとは滑り合うので、被搬送体２２０は第１の搬送体２３０ａの移動に伴って搬送方向に移動する。次に、各電極２５０，２６０に印加している電圧を解放する。これにより、弾性体２７０の復元力によって、図１３（ｃ）に示すように、第１の搬送体２３０ａが搬送方向の反対方向に移動すると同時に第２の搬送体２３０ｂは搬送方向に移動する。このとき、被搬送体の鋸歯２２１と第１の搬送体の鋸歯２３１ａとは滑り合い、被搬送体の鋸歯２２１と第２の搬送体の鋸歯２３１ｂとは係合するので、被搬送体２２０は第２の搬送体２３０ｂの移動に伴って搬送方向に移動する。このような第１及び第２の搬送体２３０ａ，２３０ｂの往復移動が繰り返されることによって、被搬送体２２０は搬送方向に連続的に直進搬送される。
【００４３】
櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた回転搬送機構３００は、図１４（ａ）に示すように、鋸歯３２１を設けた被搬送体３２０と、該被搬送体の鋸歯３２１と係合する鋸歯３３１を設け、固定柱３４０に弾性連結され、回動可能な第１の搬送体３３０ａと、被搬送体の鋸歯３２１と係合する鋸歯３３１ｂを設け、固定柱３４１に弾性連結された第２の搬送体３３０ｂと、第１の搬送体３３０ａに設けられた可動電極３５０と、該可動電極３５０に対応して設けられた固定電極３６０と、可動電極３５０及び固定電極３６０の電圧を制御する制御部（不図示）を備え、第１及び第２の搬送体３３０ａ，３３０ｂを介して被搬送体３２０を左回り方向の搬送方向に連続的に回転搬送するものである。
【００４４】
被搬送体３２０は、その中心線を挟み対称となるように傾斜する鋸歯３２１を両側面に刻設しており、中心軸Ｏを中心として左回りの搬送方向に搬送されるものである。第１及び第２の搬送体３３０ａ，３３０ｂは、中心軸Ｏを中心とする所定の円弧からなる側面の間に被搬送体３２０を挟み互いに対向して位置しており、これら第１及び第２の搬送体３３０ａ，３３０ｂによって、その間に挟まれた被搬送体３２０が搬送される搬送路が構成されている。第１の搬送体３３０ａは、被搬送体３２０の内側面の鋸歯３２１ａと係合するように当該鋸歯３２１ａの傾斜と同方向に傾斜する複数の鋸歯３３１ａを円弧からなる外周面に刻設している。第２の搬送体３３０ｂは、被搬送体３２０の外側面の鋸歯３２１ｂと係合するように当該鋸歯３２１ｂの傾斜と同方向に傾斜する複数の鋸歯３３１ｂを円弧からなる内周面に刻設している。ここで、内とは中心軸Ｏに近い側を、外とは中心軸Ｏから離れた側を意味している。被搬送体及び搬送体の櫛歯３２１，３３１の歯間隔は数μｍ程度である。第１の搬送体３３１は、中心軸Ｏを中心として回動可能な回動棒３２２を設けている。この回動棒３３２は、直線状に延びる多数の平行な櫛歯を備えた櫛歯状の可動電極３５０を固設している。これら可動電極３５０は電源（不図示）に接続され正負の電圧が印加される。固定電極３６０は、可動電極３５０の櫛歯に対応させた直線状に延びる多数の平行な櫛歯を備えた櫛歯状の固定された電極であり、電源（不図示）に接続され正負の電圧が印加される。可動電極３５０の移動により、可動電極３５０が固設された回動棒３３２が回転し、第１の搬送体３３０ａが中心軸Ｏを中心に回転する。可動電極３５０の変位量は数μｍ程度であり、第１の搬送体３３０ａは数度の範囲で回動し、第１の搬送体の鋸歯３３１ａ部分の変位量は、被搬送体及び搬送体の櫛歯３２１，３３１の歯間隔よりも大きい。また、可動電極３５０は、弾性変形するばね等の弾性体３４２によって固定柱３４０に連結されている。これにより、第１の搬送体３３０ａの回動時における摩擦の影響を低減し安定した移動とすることができるとともに、可動電極３５０と固定電極３６０との接触を防止することができる。一方、第２の搬送体３３０ｂは、弾性変形するばね等の弾性体（逃し部、図３（ｂ）参照。）３４３によって、固定柱３４１に連結されている。これにより、第１又は第２の搬送体の鋸歯３３１ａ，３３１ｂと被搬送体の鋸歯３２１とが滑り合うとき、鋸歯の干渉によって第２の搬送体３３０ｂが固定柱３４１に向かって適宜移動するので、被搬送体３２０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。
【００４５】
この回転搬送機構３００の搬送動作について図面に基づき説明する。図１４（ａ）に示すように、被搬送体３２０は、第１及び第２の搬送体３３０ａ，３３０ｂとの間に挟まれて位置しており、各電極３５０，３６０に電圧は印加されていない。次に、例えば、可動電極３５０に正の電圧を印加し、図中左側の可動電極３５０に対応する固定電極３６０に負の電圧を印加する。これにより、図１４（ｂ）に示すように、第１の搬送体３３０ａが中心軸Ｏを中心に左回りに回転する。このとき、被搬送体の鋸歯３２１ａと第１の搬送体の鋸歯３３１ａとは係合し、被搬送体の鋸歯３２１ｂと第２の搬送体の鋸歯３３１ｂとは滑り合うので、被搬送体３２０は第１の搬送体３３０の回転に伴って搬送方向に移動する。次に、各電極３５０，３６０に印加している電圧を解放する。これにより、弾性体３４２の復元力によって、第１の搬送体３３０ａは中心軸Ｏを中心に右回りに回転する。このとき、被搬送体の鋸歯３２１ａと第１の搬送体の鋸歯３３１ａとは滑り合うので、被搬送体３２０は移動しない。このような第１の搬送体３３０ａの往復回動が繰り返されることによって、被搬送体３２０は左回りに連続的に回転搬送される。なお、右回りに設計した場合には、被搬送体３２０を右回りに連続的に回転搬送することも可能である。
【００４６】
ところで、前記可動電極３５０及び固定電極３６０に互いに極性の異なる電圧が印加されると、各電極３５０，３６０の櫛歯が重なり合うように、可動電極３５０が中心軸Ｏを中心に回動する。そのため、各電極３５０，３６０の櫛歯が接触するおそれが生じる。これを解消するために、図１５（ａ）に示すように、可動電極３５０及び固定電極３６０に設けた各櫛歯を回転軸Ｏを中心とし円弧状に延びる形状としている。これにより、各電極３５０，３６０の櫛歯が重なり合うように可動電極３６０が回動するとき、隣接する櫛歯間の距離が一定に保たれるので、各電極３５０，３６０の櫛歯が接触するおそれがない。
【００４７】
また、ばね等を用いることなく、部材もしくは部材の一部分を弾性変形容易とすることにより、搬送機構を構成してもよい。例えば、回転搬送機構３０１は、図１５（ｂ）に示すように、回動棒３３３の固定柱３４４への連結部付近の部材幅を狭めることにより、弾性変形容易な部位３３４を設けている。回動棒３３３には可動電極３５１が設けられており、適切な電圧が印加され可動電極３５１が移動すると、回動棒３３３が部位３３４を回転中心Ｏとして回動し、電圧が解放されると、部位３３４の復元力によって回動棒３３３が元の位置に戻る。回転搬送機構３０２は、図１６（ａ）に示すように、可動電極３５２を固設する枠に、先端形状が弧状の押部３５３が設けられ、この押部３５３と固定柱３３４，３４５とが幅狭の細長部３５４によってそれぞれ連結されている。適切な電圧が印加され可動電極３５２が固定電極３６１へ向かって移動すると、これに伴い回動棒３３３が押部３５３に押され部位３３４を回転中心Ｏとして回転する。この時、細長部３５４は押部３５３の移動に伴って弾性変形する。電圧が解放されると、部位３３４及び細長部３５４の復元力によって回動棒３３３が元の位置に戻る。回転搬送機構３０３は、図１６（ｂ）に示すように、可動電極３５２を固設する枠に、先端形状がＴ字状の引部３５５が設けられ、この引部３５５の先端形状に対応する凹状の嵌合部３３５が回動棒３３３に設けられている。回転搬送機構３０３は、可動電極３５２の移動に伴い引部３５５が嵌合部３３５を介して引くことよって回動棒３３３を回転させる。
【００４８】
櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた別の回転搬送機構３７０は、図１７に示すように、外周面及び内周面に鋸歯３７１ａ，３７１ｂをそれぞれ刻設したドーナツ状の被搬送体３７２と、該被搬送体の外周面の鋸歯３７１ａと係合する鋸歯３７３を内周面に刻設し、固定柱３７４に弾性連結され、回動可能な第１の搬送体３７５と、被搬送体３７２の内周面の鋸歯３７１ｂと係合する鋸歯３７６を刻設し固定された第２の搬送体３７７と、第１の搬送体３７５に設けられた可動電極３７８と、該可動電極３７８に対応して設けられた固定電極３７９と、可動電極３７８及び固定電極３７９の電圧を制御する制御部（不図示）とを備え、第１及び第２の搬送体３７５，３７７を介して被搬送体３７２を左回り方向の搬送方向に連続的に回転搬送するものである。なお、被搬送体３７２は、図示しないが、図３（ａ）等に示した逃し部を備えている。
【００４９】
この回転搬送機構３７０の搬送動作について図面に基づき説明する。被搬送体３７２は、第１及び第２の搬送体３７５，３７７との間に挟まれて位置しており、各電極３７８，３７９に電圧が印加されていない状態から、例えば、全ての可動電極３７８に正の電圧を印加し、全ての固定電極３７９に負の電圧を印加する。これにより、第１の搬送体３７５が左回りに回転する。このとき、被搬送体３７２の鋸歯３７１ａと第１の搬送体３７５との鋸歯３７３とは係合し、被搬送体３７２の鋸歯３７１ｂと第２の搬送体３７７の鋸歯３７６とは滑り合うので、被搬送体３７２は第１の搬送体３７５の回転に伴って左回りに回転する。次に、各電極３７８，３７９に印加している電圧を解放すると、弾性力によって、第１の搬送体３７５が右回りに回転する。このとき、被搬送体３７２の鋸歯３７１ｂは第２の搬送体３７７の鋸歯３７６との係合によって右回りへの回転移動は阻止されるので、被搬送体３７２は右回りに回転しない。第１の搬送体３７５の往復回動が繰り返されることによって、被搬送体３７２は左回りに連続的に回転搬送される。このように、ドーナツ状の被搬送体３７２が連続的に回転搬送されるので、例えばターンテーブルのように用いることができ、この被搬送体３７２の上に搬送物を載置することにより、搬送物を回転搬送することができる。また、ドーナツ状の被搬送体３７２の代わりに、図１４等に示したような被搬送体３２０を用いた場合であっても、同様に回転搬送することができる。なお、右回りに設計した場合には、被搬送体３７２を右回りに連続的に回転搬送することができる。
【００５０】
櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いたさらに別の回転搬送機構３８０は、図１８に示すように、両側面に鋸歯３８１を刻設した被搬送体３８２と、該被搬送体の鋸歯３８１と係合する鋸歯３８３を外周面に刻設し、固定柱３８４に弾性連結され、回動可能な２つの搬送体３８５と、搬送体３８５の内周面から中心に向かってそれぞれ突設された可動電極３８６と、該可動電極３８６に対応して搬送体３８５の内側にそれぞれ設けられた固定電極３８７と、可動電極３８６及び固定電極３８７の電圧を制御する制御部（不図示）を備え、搬送路３８８を搬送されてきた被搬送体３８２を２つの搬送体３８５を介して搬送方向に搬送するものである。なお、被搬送体３８２は、図示しないが、図３（ａ）等に示した逃し部を備えている。
【００５１】
この回転搬送機構３８０の搬送動作について図面に基づき説明する。被搬送体は、２つの搬送体３８５との間に挟まれて位置しており、各電極３８６，３８７に電圧が印加されていない状態から、例えば、全ての可動電極３８６に正の電圧を印加し、可動電極３８６の左回り側に位置する全ての固定電極３８７に負の電圧を印加する。これにより、２つの搬送体３８５がそれぞれ左回りに回転する。このとき、被搬送体３８２の鋸歯３８１は、図中左下の搬送体３８５の鋸歯３８３とは係合するとともに、図中右上の搬送体３８５の鋸歯３８３とは滑り合うので、被搬送体３８２は搬送方向に移動する。次に、各電極３８６，３８７に印加している電圧を解放すると、弾性力によって、２つの搬送体３８５はそれぞれ右回りに回転する。このとき、被搬送体３８２の鋸歯３８３は、図中左下の搬送体３８５の鋸歯３８３とは滑り合うとともに、図中右上の搬送体３８５の鋸歯３８３とは係合するので、被搬送体３８２は搬送方向に移動する。このような２つの搬送体３８５の往復回動が繰り返されることによって、被搬送体３８２は搬送方向に搬送される。
【００５２】
櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた分岐搬送機構４００は、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）に示すように、図１２に示した櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた直進搬送機構２００によって搬送された被搬送体４１０の搬送方向を、左右に移動する方向指示部（制御部材）４２０によって分岐路の左右何れかの搬送路を択一的に定めるものである。方向指示部４２０は、分岐路の入口に位置する矢状の先端４２１を備え、可動電極４３０の移動に伴い左右に往動し、分岐路の左右何れか一方の搬送路の壁面と先端４２１との距離が被搬送体４１０の幅を超える幅とする。直進搬送機構２００によって搬送された被搬送体４１０は、開口４４０から分岐路内に流入し、搬送されてきた慣性力によってそのまま直進する。図示しない制御部は、作業者の指示等によって、可動電極４３０及び固定電極４５０に印加する電圧を制御し、方向指示部の先端４２１を左右の何れか一方にずらして位置させる。例えば、各電極４３０，４５０に適当な電圧が印加されていない図１９（ａ）に示す状態から、各電極４３０，４５０に適当な電圧を印加することにより、図１９（ｂ）に示すように、方向指示部の先端４２１を右へ移動させた場合には、右側の搬送路の壁面と先端４２１との距離が被搬送体４１０の幅未満となり、右側の搬送路への移動が阻止されるとともに、左側の搬送路の壁面と先端４２１との距離が被搬送体４１０の幅を超えるので、被搬送体４１０は左側の搬送路へと搬送される。なお、図中に示す被搬送体４１０のように、曲線からなる凸状の先端部を設けることにより、所望の搬送路へより確実に搬送することができる。
【００５３】
以下、櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた直進搬送機構、分岐搬送機構とから構成した複合搬送機構を適用した微小化学分析システムの実施例について図面に基づき説明する。この微小化学分析システム５００は、図２０に示すように、液滴や微小固体からなる試料を搭載する試料搬送車５１０と、該試料搬送車５１０又はこれに搭載した試料に対して各種の作用を行う複数の作用部５２０と、これら作用部５２０間にて試料搬送車を搬送する搬送機構５３０を備えるものである。作用部５２０は、試料搬送車５１０を搬送機構に投入する試料投入部５２０ａ、試料搬送車５１０に載置された試料に対して分析や試薬の混合を行う分析部５２０ｂ、搬送機構５３０から排出された試料搬送車５１０を蓄える取出口５２０ｃ等からなる。なお、試薬の混合は、分析部５２０ｂで行うことには限定されず、試料投入部５２０ａなどで行ってもよい。また、図示しないが、複数の搬送路を１つの搬送路に合流させる合流搬送機構を設けてもよい。試料搬送車５１０及び搬送機構５３０は、シリコンからなり、半導体微細加工技術を用いて製作されている。なお、本発明に係る搬送機構は、微小化学分析システム等のバイオＭＥＭＳ分野に好適に用いることができるが、それに限定されず、他にも環境測定等の各種測定、分析などの分野に用いることができる。
【００５４】
試料搬送車は、図１２に示した被搬送体２２０等の上面に試料を入れる凹部を適宜設けたものであってよいが、図２０における試料搬送車は、図２１に示すように、第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂ、中央部５１２、ばね部（逃し部）５１３、規制部（逃し部）５１４，５１５を備えている。第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂは、中央部５１２を挟み対称に形成されており、それぞれ搬送機構５３０を構成する搬送体の鋸歯と係合する鋸歯５１６ａ，５１６ｂを外側面に刻設し、中央部５１２に向う２つの平行な突起５１４を内側面に突設している。中央部５１２は、第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂとの間に位置し、試料を入れる凹部５１７を上面に設け、曲面からなる凸状の先端部５１８を設け、第１及び第２の鋸歯部の２つの突起５１４がその間に位置するように第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂにそれぞれ向かって突出する突起５１５を両側面に突設している。これら第１及び第２の鋸歯部の突起５１４と中央部の突起５１５が、第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂと中央部５１２との搬送方向に平行な方向への所定以上の相対移動を規制する規制部を構成している。中央部の突起５１５には、第１及び第２の鋸歯部の突起５１４と対向する面に凹凸が設けられており、突起間の干渉による摩擦を低減している。ばね部５１３は、第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂの内側面と中央部５１２の両側面とをそれぞれ連結するばねからなるものである。ばね部５１３を備えることにより、鋸歯５１６ａ，５１６ｂと搬送体の鋸歯とが滑り合うとき、鋸歯の干渉に伴って第１又は第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂが中央部５１２に向かって適宜移動するので、試料搬送車５１０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。ここで、内側面とは試料搬送車５１０の縦中心側の側面を、外側面とは試料搬送車５１０の縦中心軸から離れた側の側面を意味する。なお、試料搬送車５１０は、図２２（ａ）に示すように、ばね部５１３を変形したばね定数の大きなばね部５１３´を設けたものや、図２２（ｂ）に示すように、第１及び第２の鋸歯部５１１ａ，５１１ｂと中央部５１２とを一体に形成したものであってもよい。実施例において、試料搬送車５１０は長さ４００μｍ、幅２２０μｍである。
【００５５】
搬送機構５３０は、図１２に示した直進搬送機構２００を用い搬送路が直線状の直線搬送ブロック５３０ａ、図１９に示した分岐搬送機構４００を用い搬送路を分岐させる分岐搬送ブロック５３０ｂ、搬送路が曲線状の曲線搬送ブロック５３０ｃ等の搬送ブロックを適宜組み合わせることにより、所望の搬送路を構成するものである。このように、所定の搬送ブロックを組み合わせることにより搬送路を構成することができるので、搬送路の構築や変更を容易に行うことができる。また、各搬送ブロックの搬送体は、それぞれ独立に制御部（不図示）によって制御されており、搬送路に同時に複数の試料搬送車５１０を搬送することができる。なお、図２０に示した曲線状搬送ブロックにおいては、自在に回転するコロを曲線状の搬送路の両側面に設けており、この搬送路を搬送されてきた試料搬送車５１０の慣性力の減衰を抑え、隣接する搬送ブロックに送出する。なお、図１４から図１７に示した回転搬送機構３００，３７０や、図１８に示した搬送機構３８０を用いて曲線状搬送ブロック５３０ｃを構成してもよい。実施例において、各搬送ブロックは５.6ｍｍ角である。
【００５６】
試料搬送車５１０は、単独で用いてもよいが、試料搬送車５１０の全長が長くなると曲線状の搬送路を確実に搬送することが困難になるので、複数台の試料搬送車５１０を一緒に搬送してもよい。例えば、図２３（ａ）に示すように、試料搬送車５１０´の中央部５１２の前端又は後端に連結軸５１８を設け、この連結軸５１８に対して自在に回動可能な連結棒５１９を用い、複数台の試料搬送車５１０´を連結してもよい。また、図２３（ｂ）に示すように、先頭及び尾部に連結された試料搬送車５１０´以外の試料搬送車を、試料を入れる凹部を上面に設けた中央部５１２´のみからなるものとし、試料搬送車５１０´に連結してもよい。さらに、図２４に示すように、中央部５１２の前端又は後端に左右方向又は斜め方向に延びる押出部５１９を設けた試料搬送車５４０を複数台連接して搬送してもよい。このような試料搬送車５４０が搬送路に沿って前後に連続して搬送することによって、それぞれの試料搬送車５４０が搬送体によって搬送されるとともに、後続の試料搬送車５４０によって搬送方向に押出されるので、複数の試料搬送車５４０を確実に搬送することができる。
【００５７】
以下、本発明の第２の実施の形態に係る掃出し機構を用いた搬送機構について図面に基づき説明する。この掃出し機構を用いた直進搬送機構６００は、図２５に示すように、矩形状突起６２１を設けた被搬送体６２０と、該被搬送体の矩形状突起６２１と係合する矩形状突起６３１（６３１ａ及び６３１ｂ）を設けた搬送体６３０（６３０ａ及び６３０ｂ）と、被搬送体６２０の搬送方向と平行な方向及びその直交方向に搬送体６３０を駆動によりそれぞれ往復移動させる駆動部６４０、該駆動部６４０の駆動を制御する制御部６５０を備え、駆動部６４０を駆動することによって搬送体６３０を介して被搬送体６２０を搬送方向に連続的に直進搬送するものである。
【００５８】
被搬送体６２０は、互いに平行な矩形状突起６２１を両側面から外側に向かって突設している。搬送体６３０は、被搬送体６２０を挟み互いに対向して位置する第１の搬送体６３０ａと第２の搬送体６３０ｂからなり、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂとによって、その間に挟まれた被搬送体６２０を搬送される搬送路を構成している。第１及び第２の搬送体６３０ａ及び６３０ｂは、被搬送体６２０の矩形状突起６２１がその間に位置することが可能な間隔で互いに平行な多数の矩形状突起６３１ａ，６３０ｂを互いに向き合うようにそれぞれの内側面から突設している。第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂは、駆動部６４０の駆動によって被搬送体６２０の搬送方向と平行な方向に所定の振幅だけ同方向に往復移動する。また、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂは、駆動部６４０の駆動によって被搬送体６２０の搬送方向と直交する方向であって互いに逆方向に、所定の振幅だけ往復移動する。すなわち、第１の搬送体６３０ａが外側（図中左側）に移動するとき、第２の搬送体６３０ｂは外側（図中右側）に移動し、第１の搬送体６３０ａが内側（図中右側）に移動するとき、第２の搬送体６３０ｂは内側（図中左側）に移動する。このような第１及び第２の駆動体６３０ａ，６３０ｂの往復移動をもたらす駆動部６４０は、各往復移動に対応して１つずつ設けられた、静電マイクロアクチュエータ、圧電マイクロアクチュエータ等の数μｍ程度の振幅を有するリニア往復運動するマイクロアクチュエータからなる。また、静電マイクロモータの回転運動をリニア往復運動に変換してもよい。なお、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂの搬送方向と平行な方向への往復運動、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂの搬送方向に直交する方向への往復運動に、それぞれに対応するマイクロアクチュエータを計２つ設けてもよいし、第１の搬送体６３０ａの各方向への往復運動、第２の搬送体６３０ｂの各方向への往復運動に、それぞれに対応するマイクロアクチュエータを計４つ設けてもよい。
【００５９】
この直進搬送機構６００の搬送動作について図面に基づき説明する。図２６（ａ）に示すように、被搬送体６２０は、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂとの間に挟まれて位置している。この状態から、図２６（ｂ）に示すように、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂが搬送方向に協動して移動する。このとき、被搬送体の矩形状突起６２１と第１及び第２の搬送体の矩形状突起６３１とが係合し、被搬送体６２０は第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂの移動に伴って搬送方向に移動する。次に、図２６（ｃ）に示すように、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂがそれぞれ外側に移動する。このとき、被搬送体の矩形状突起６２１と第１及び第２の搬送体の矩形状突起６３１ａ，６３１ｂとによる係合が解除される。次に、図２６（ｄ）に示すように、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂがそれぞれ搬送方向と反対方向に移動した後、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂがそれぞれ内側に移動する。このように、第１及び第２の搬送体６３０ａ，６３０ｂの２方向への往復移動が繰り返されることによって、被搬送体６２０は搬送方向に連続的に直進搬送される。
【００６０】
被搬送体及び搬送体の矩形状突起６２１，６３１は、搬送体６３０が搬送方向に移動する際に被搬送体６２０が搬送体６３０と係合し共に移動するように、また、搬送体６３０が外側に移動する際に被搬送体６２０と搬送体６３０との係合が解除するように設けられたものであり、その形状は限定されない。例えば、搬送体の矩形状突起６３１を、図２７（ａ）に示すように、先端部がテーパ状になった突起６３２としてもよい。これにより、搬送体６３０が内側に移動し被搬送体６２０と再び係合する際に、その係合をより確実に行うことができる。また、図２７（ｂ）に示すように、搬送体６３０の内側面に多数の三角突起６３３を設けてもよい。また、図２７（ｃ）に示すように、被搬送体及び搬送体にそれぞれ鋸歯６２５，６３５を設けてもよい。これらにより、搬送体６３０が内側に移動し被搬送体６２０と再び係合する際に、その係合をより確実に行うことができる。
【００６１】
以下、掃出し機構を用いた回転搬送機構７００について図面に基づき説明する。この回転搬送機構７００は、図２８（ａ）に示すように、矩形状突起７２１を設けた被搬送体７２０と、該被搬送体の矩形状突起７２１（７２１ａ及び７２１ｂ）と係合する矩形状突起７３１（７３１ａ及び７３１ｂ）を設けた搬送体７３０（７３０ａ及び７３０ｂ）と、搬送体７３０を駆動により往復回動及び往復上下動させる駆動部（不図示）、駆動部の駆動を制御する制御部（不図示）を備え、駆動部を駆動することによって搬送体７３０を介して被搬送体７２０を左回りの搬送方向に連続的に回転搬送するものである。
【００６２】
被搬送体７２０は、互いに略平行な矩形状突起７２１ａ，７２１ｂを両側面から外側に向かって突設しており、中心Ｏを中心として左回りの搬送方向に搬送されるものである。搬送体７３０は、中心Ｏを中心とする所定の円弧からなるその側面の間に被搬送体７２０を挟み互いに対向して位置する第１の搬送体７３０ａと第２の搬送体７３０ｂとからなり、第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０とによって、その間に挟まれた被搬送体７２０が搬送される搬送路を構成している。第１の搬送体７３０ａは、被搬送体７２０の内側面の矩形状突起７２１ａがその間に位置することが可能な間隔で中心Ｏから外側に向かう多数の矩形状突起７３１ａを円弧からなる外側面に突設している。第２の搬送体７３０ｂは、被搬送体７２０の外側面の矩形状突起７２１ｂがその間に位置することが可能な間隔で中心Ｏへ内側に向かう多数の矩形状突起７３１ｂを円弧からなる内側面に突設している。ここで、内側とは中心Ｏに近い側を、外側とは中心Ｏから離れた側を意味している。第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０ｂは、駆動部の駆動によって中心Ｏを中心に所定の振幅だけ同方向に往復運動する。すなわち、第１の搬送体７３０ａが左回りに回転するとき、第２の搬送体７３０ｂも左回りに回転し、第１の搬送体７３０ａが右回りに回転するとき、第２の搬送体７３０ｂは右回りに回転する。また、第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０ｂは、駆動部の駆動によって上下方向に、すなわち第１及び第２の搬送体の矩形状突起７３１ａ，７３１ｂが中心Ｏに対して近づき離れる方向であって互いに逆方向に所定の振幅だけ往復運動する。駆動部は、静電マイクロアクチュエータ、圧電マイクロアクチュエータ等の数度の振幅をもった往復回動するマイクロアクチュエータである。また、静電マイクロモータの回転運動を往復回動に変換してもよい。搬送体の矩形状突起７３１の間隔は、搬送体７３０の振幅未満である。なお、図示しないが、他の態様も適用することができる。
【００６３】
この回転搬送機構７００の搬送動作について図面に基づき説明する。図２８（ａ）に示す状態から、図２８（ｂ）に示すように、第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０ｂが左回りに協動して回転する。このとき、被搬送体の矩形状突起７２１ａ，７２１ｂと第１及び第２の搬送体の矩形状突起７３１ａ，７３１ｂとが係合し、被搬送体７２０は第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０ｂの回転に伴って左回りに回転する。次に、図２８（ｃ）に示すように、第１の搬送体７３０ａが下方向に移動し、第２の搬送体７３０ｂが上方向に移動する。このとき、被搬送体の矩形状突起７２１ａ，７２１ｂと第１及び第２の搬送体の矩形状突起７３１ａ，７３１ｂとの係合が解除される。次に、図２８（ｄ）に示すように、第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０ｂが右回りに回転した後、第１の搬送体７３０ａが上側に移動し、第２の搬送体７３０ｂが下側に移動し、被搬送体の矩形状突起７２１ａ，７２１ｂと第１及び第２の搬送体の矩形状突起７３１ａ，７３１ｂとが再び係合する。このように、第１及び第２の搬送体７３０ａ，７３０ｂの２方向への往復運動が繰り返されることによって、被搬送体７２０は左回りに連続的に回転搬送される。なお、右回りに設計した場合には、被搬送体３２０を右回りに連続的に回転搬送することも可能である。
【００６４】
以下、掃出し機構を用いた複合搬送機構７５０について図面に基づき説明する。この複合搬送機構は、図２９に示すように、図２５に示した直進搬送機構６００、図２８に示した回転搬送機構７００、及び分岐搬送機構７６０等を適宜組み合わせることにより、所望の搬送路を構成したものである。このように、所定の搬送機構を組み合わせることにより搬送路を構成することができるので、搬送路の構築や変更を容易に行うことができる。また、各搬送機構の搬送体は、それぞれ独立に制御部（不図示）によって制御するので、同一の搬送路に同時に複数の被搬送体を搬送してもよい。ここで、分岐搬送機構７６０は、直進搬送機構６００によって搬送された被搬送体を、左回りに回転搬送する左回り回転搬送機構７６１と右回りに回転搬送する右左回り回転搬送機構７６２とを組み合わせ配置することによって、搬送方向を選択して搬送するものである。図示しない制御部は、作業者の指示等によって、左回り回転搬送機構７６１及び右回り回転搬送機構７６２の何れか一方を動作させる。例えば、左回り回転搬送機構７６１を動作させた場合には、被搬送体は左回り回転搬送機構７６１を構成する搬送体に係合されることによって左回りに搬送される。
【００６５】
以下、掃出し機構を用いた搬送機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた実施例について図面に基づき説明する。この櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた直線搬送機構８００は、図３０に示すように、矩形状突起８２１を設けた被搬送体８２０と、該被搬送体８２０の矩形状突起８２１と係合する矩形状突起８３１を設け、棒状突起８３２と屈曲凹部８３３が形成された搬送体８３０と、棒状突起８３２の側面と接する突起８４１を備えた枠に固設された第１の可動電極８４０と、該第１の可動電極８４０に対応して設けられた第１の固定電極８５０と、屈曲凹部８３３に嵌設された屈曲端部８６１を端部に固設する第２の可動電極８６０と、該第２の可動電極８６０に対応して設けられた固定電極８７０と、各電極８４０，８５０，８６０，８７０の電圧を制御する制御部（不図示）とを備え、搬送体８３０を介して被搬送体８２０を搬送方向に連続的に直進搬送するものである。なお、図示しないが、他の態様も適用することができる。
【００６６】
被搬送体８２０は、互いに平行な矩形状突起８２１を両側面から外側に向かって突設している。２つの搬送体８３０は、被搬送体８２０を挟み互いに対向して位置し、その間に挟まれた被搬送体８２０が搬送される搬送路を構成している。搬送体８３０は、被搬送体８２０の矩形状突起８２１がその間に位置することが可能な間隔で互いに平行な多数の矩形状突起８３１をそれぞれの内側面から内側に向かって突設している。被搬送体及び搬送体の矩形状突起８２１，８３１の間隔は数μｍ程度である。搬送体８３０は、その外側面の中央部付近から外側に向かって延びる棒状突起８３２を、その上下端部付近に外側面に開口を有する屈曲凹部８３１に設けている。棒状突起８３２の側面と接する突起８４１を備えた枠に櫛歯状の第１の可動電極８４０が固設され、該第１の可動電極８４０は搬送方向に延びる多数の櫛歯を備えている。第１の固定電極８５０は、第１の可動電極８４０の櫛歯に対応させた搬送方向に延びる多数の櫛歯を備えている。屈曲凹部８３３に嵌設された屈曲端部８６１を端部に有する棒状部材の他端に第２の可動電極８６０が固設され、該第２の可動電極８６０は搬送方向に直交する方向に延びる多数の櫛歯を備えている。第２の固定電極８７０は、第２の可動電極８６０の櫛歯に対応させた搬送方向に直交する方向に延びる多数の櫛歯を備えた櫛歯状の固定された電極である。これら各電極８４０，８５０，８６０，８７０は電源（不図示）に接続され、正負の電圧が印加される。第１及び第２の固定電極８５０，８７０に対する第１及び第２の可動電極８４０，８６０の相対変位量は数μｍ程度であり、被搬送体及び搬送体の矩形状突起８２１，８３１の間隔よりも大きい。また、第１の可動電極８４０を固設する枠がばね等の弾性体８８０によって固定柱８８１に、搬送体８３０の棒状突起８３２がばね等の弾性体８８２によって固定柱８８３に、それぞれ連結されている。第１の可動電極８４０の移動により、第１の可動電極８４０が固設された枠に設けられた突起８４１に棒状突起８３２が押されることに伴って、搬送方向に搬送体８３０が移動する。このとき、搬送体８３０は、搬送方向と平行な方向に屈曲凹部８３３の両側面と屈曲端部８６１の両側面とが接しており、搬送体４３０を搬送方向に確実に移動することができる。第２の可動電極８６０の移動により、第２の可動電極８６０が固設された屈曲端部８６１とともに屈曲凹部８３３が外側に移動することに伴って、搬送体８３０が搬送方向と直交する方向に移動する。
【００６７】
この直線搬送機構８００の搬送動作について図面に基づき説明する。図３１（ａ）から図３１（ｄ）においては、弾性体８８０，８８２及び固定柱８８１，８８３を省略して直線搬送機構８００を図示している。図３１（ａ）に示すように、被搬送体８２０は、２つの搬送体８３０との間に挟まれて位置しており、各電極８４０，８５０，８６０，８７０には電圧が印加されていない。次に、例えば、図中下側の第１の可動電極８４０に正の電圧をそれぞれ印加し、該第１の可動電極８４０に対応する第１の固定電極８５０に負の電圧を印加する。これにより、図中下側の突起８４１が棒状突起８３２を搬送方向に押し出すことによって、図３１（ｂ）に示すように、２つの搬送体８３０が搬送方向に協動して移動する。このとき、被搬送体の矩形状突起８２１と搬送体の矩形状突起８３１とが係合し、被搬送体８２０は搬送体８３０の移動に伴って搬送方向に移動する。次に、例えば、第２の可動電極８６０に正の電圧を印加し、第２の固定電極８７０に負の電圧を印加する。これにより、屈曲端部８６１とともに屈曲凹部８３３が外側に移動することによって、図３１（ｃ）に示すように、搬送体８３０がそれぞれ外側に移動し、被搬送体８２０と搬送体８３０との係合が解除される。次に、第１の可動電極８４０及び第１の固定電極８５０に印加している電圧を解放する。これにより、弾性体８８０，８８２（図３０参照）の復元力によって、搬送体８３０が搬送方向の反対方向に移動する。さらに、第２の可動電極８６０及び第２の固定電極８７０に印加している電圧を解放する。これにより、弾性体８８２の復元力によって、図３１（ｄ）に示すように、搬送体８３０がそれぞれ内側に移動する。このとき、被搬送体８２０と搬送体８３０とが再び係合する。このような搬送体８３０の２方向への往復移動が繰り返されることによって、被搬送体８２０は搬送方向に連続的に直進搬送される。
【００６８】
櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた回転搬送機構９００は、図３２に示すように、矩形状突起９２１を設けた被搬送体９２０と、該被搬送体９２０の矩形状突起９２１と係合する矩形状突起９３１を設け、可動中心Ｏに対して回動可能な第１の搬送体９３０ａと、固定柱９４０に弾性連結された第２の搬送体９３０ｂと、固定柱９４１に弾性連結された第１の可動電極９５０と、該第１の可動電極９５０に対応して設けられた第１の固定電極９６０と、固定柱９４２に弾性連結された第２の可動電極９７０と、該第２の可動電極９７０に対応して設けられた第２の固定電極９８０と、各電極９５０，９６０，９７０，９８０の電圧を制御する制御部（不図示）を備え、第１及び第２の搬送体９３０ａ，９３０ｂを介して被搬送体９２０を左回り方向の搬送方向に連続的に回転搬送するものである。
【００６９】
被搬送体９２０は、互いに略平行な矩形状突起９２１を内側の側面に突設しており、中心Ｏを中心として左回りの搬送方向に搬送されるものである。第１及び第２の搬送体９３０ａ，９３０ｂは、中心Ｏを中心とする所定の円弧からなるそれぞれの側面によって被搬送体９２０を挟み互いに対向して位置し、その間に挟まれる被搬送体９２０が搬送される搬送路を構成する。第１の搬送体９３０ａは、被搬送体９２０の内側の側面の矩形状突起９２１がその間に位置することが可能な間隔で中心Ｏから外側に向かう多数の矩形状突起９３１を円弧からなる外周面に突設している。第２の搬送体９３０ｂは、被搬送体９２０の外側の側面と接する円弧からなる内周面を備えている。ここで、内側とは中心Ｏに近い側を、外側とは中心Ｏから離れた側を意味している。被搬送体９２０及び第１の搬送体９３０ａの矩形状突起９２１，９３１の間隔は数μｍ程度である。第１の搬送体９３０ａは、可動中心Ｏを中心として回動可能な回動棒９９０に固設されている。第１の可動電極９５０は、中心Ｏを中心とした円弧状に伸びる多数の櫛歯を備えるともに、回動棒９９０にその弧状先端が接触する回動規制部９５１を一体に設けている。回動棒９９０は、回動規制部９５１の弧状先端によって挟み込まれることによって、可動中心Ｏを中心とする回動が規制される。なお、図示しない部材によって、回動棒９９０を中心として対称に位置する２つの回動規制部９５１は一体に設けられている。第１の固定電極９６０は、第１の可動電極９５０の櫛歯に対応させた中心Ｏを中心とした円弧状に伸びる多数の櫛歯を備えた櫛歯状の固定された電極である。第２の可動電極９７０は、上下方向に伸びる多数の櫛歯を備えるとともに、回動棒９９０の回動中心となる中心Ｏに可動中心軸９９１を一体に設けている。第２の固定電極９８０は、第２の可動電極９７０の櫛歯に対応させた上下方向に伸びる多数の櫛歯を備えた櫛歯状の固定された電極である。これら各電極９５０，９６０，９７０，９８０は電源（不図示）に接続され、正負の電圧が印加される。第１及び第２の固定電極９６０，９８０に対する第１及び第２の可動電極９５０，９７０の相対変位量は数μｍ程度であり、被搬送体及び搬送体の矩形状突起９２１，９３１の間隔よりも大きい。第１の可動電極９５０の移動により、第１の可動電極９５０に設けられた回動規制部９５１の弧状先端によって挟み込まれた回動棒９９０が可動中心軸９７１を中心に回転する。第２の可動電極９７０の移動により、第２の可動電極９７０と一体の可動中心軸９９１が移動するとともに、この可動中心軸９９１を回動中心とする回動棒９９０が第１の搬送体９３０ａとともに移動する。また、第１の可動電極９５０は、弾性変形するばね等の弾性体９４３によって固定柱９４１に連結されている。第２の可動電極９７０は、弾性変形するばね等の弾性体９４４によって固定柱９４２に連結されている。さらに、第２の搬送体９３０ｂは、弾性変形するばね等の弾性体９４５（逃し部、図３（ｂ）参照。）によって、固定柱９４０に連結されている。これにより、被搬送体の矩形状突起９２１と第１の搬送体の矩形状突起９３１とが係合し、被搬送体９２０が第１の搬送体９３０ａとともに移動するので、被搬送体９２０を搬送方向に向かって滑らかに搬送することができる。
【００７０】
この回転搬送機構９００の搬送動作について図面に基づき説明する。図３３（ａ）に示すように、被搬送体９２０は、第１及び第２の搬送体９３０ａ，９３０ｂとの間に挟まれて位置しており、各電極９５０，９６０，９７０，９８０に電圧が印加されていない。次に、例えば、第１の可動電極９５０に正の電圧を印加し、図中左側の第１の可動電極９５０に対応する第１の固定電極９６０に負の電圧を印加する。これにより、図３３（ｂ）に示すように、第１の搬送体９３０ａが可動中心軸９９１を中心に左回りに回転する。このとき、被搬送体９２０の矩形状突起９２１ａと第１の搬送体９３０ａの矩形状突起９３１とが係合するので、被搬送体９２０は第１の搬送体９３０ａの回転に伴って左回りに移動する。次に、例えば、第２の可動電極９７０に正の電圧を印加し、第２の固定電極９８０に負の電圧を印加する。これにより、図３３（ｃ）に示すように、第１の搬送体９３０ａが可動中心軸９９１とともに図中下方向に移動し、被搬送体９２０と第１の搬送体９３０ａとの係合が解除される。次に、第１の可動電極９５０及び第１の固定電極９６０に印加している電圧を解放する。これにより、弾性体９４３の復元力によって、第１の搬送体９３０ａが可動中心軸９９１を中心に右回りに回転する。その後、第２の可動電極９７０及び第２の固定電極９８０に印加している電圧を解放する。これにより、弾性体９４４の復元力によって、可動中心軸９９１が第２の可動電極９７０とともに図中上側に移動し、被搬送体９２０と第１の搬送体９３０とが再び係合する。このような第１の搬送体９３０ａの２方向への往復運動が繰り返されることによって、被搬送体９２０は左回りに連続的に回転搬送される。なお、右回りに設計した場合には、被搬送体９２０を右回りに連続的に回転搬送することも可能である。
【００７１】
このような櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた各種の搬送機構から構成された複合搬送機構を、図２０に示した微小化学分析システムと同様に、微小化学分析システムに適用することができる。
【００７２】
以下、本発明の第３の実施の形態に係る脈動機構を用いた搬送機構について図面に基づき説明する。この搬送機構１０００は、図３４に示すように、外周面が滑らかな被搬送体１０１０と、該被搬送体１０１０の外周面と接触する壁面１０２０を設け被搬送体１０１０の搬送方向に連接した複数の搬送体１０３０と、被搬送体１０１０の搬送方向と直交する方向に搬送体１０３０を駆動により往復移動させる駆動部１０４０、該駆動部１０４０の駆動を制御する制御部１０５０を備え、駆動部１０４０を駆動することによって被搬送体１０３０を脈動させて被搬送体１０１０を搬送方向に連続的に搬送するものである。
【００７３】
被搬送体１０１０は、その上面視が円形や楕円形である滑らかな外周面を備えるものであり、例えば、球形や卵形である。２つの搬送体１０３０は、被搬送体を挟んで互いに対向して位置し、これら２つの搬送体１０３０が被搬送体１０１０の搬送方向に連接しており、これらの搬送体１０３０によって、その間に挟まれた被搬送体１０１０が搬送される搬送路が規定されている。搬送体１０３０は、被搬送体１０２０の外周面と接触する壁面１０２０を備え、その中央部付近に駆動部１０４０が連結され、その端部部分は、連接する搬送体１０３０の壁面１０２０の端部と連結されており、変形可能な弾性体からなっている。搬送体１０３０は、駆動部１０４０の駆動によって被搬送体１０１０の搬送方向と直交する方向にその中央部付近が所定の振幅だけ往復運動する。対向して位置する２つの搬送体１０３０は、駆動部１０４０の駆動によって被搬送体１０１０の搬送方向と直交する方向であって互いに逆方向に、所定の振幅だけ往復運動する。すなわち、対向して位置する２つの搬送体１０３０は、駆動部１０４０の駆動によって搬送路に向かって内側にともに移動、もしくは搬送路から向かって外側にともに移動する。隣接する搬送体１０３０は、独立に移動する。このような駆動体１０３０の往復運動をもたらす駆動部１０４０としては、静電マイクロアクチュエータ、圧電マイクロアクチュエータ等の数μｍ程度の振幅をもったリニア往復運動するマイクロアクチュエータを各往復運動に対応して１つずつ設けている。また、静電マイクロモータの回転運動をリニア往復運動に変換してもよい。なお、対向して位置する２つの搬送体１０３０の往復運動を１つのマイクロアクチュエータにより駆動してもよい。
【００７４】
この搬送機構１０００の搬送動作について図面に基づき説明する。図３５（ａ）に示すように、その間に被搬送体１０１０を挟む２つの搬送体１０３０は、搬送路から向かって外側に移動した状態である。他の搬送体１０３０は、その間に被搬送体１０１０が位置することができない状態である。この状態から、図３５（ｂ）に示すように、その間に被搬送体１０１０を挟んでいた２つの搬送体１０３０が搬送路に向かって内側に移動するともに、搬送方向に隣接する２つの搬送体１０３０が搬送路から向かって外側に移動する。このとき、被搬送体１０１０は、挟まれていた搬送体１０３０から押出され、搬送方向に位置する搬送体１０３０間に生じた空間に向かって移動する。このように、搬送路が脈動するように搬送体１０３０の往復運動が連動して行われることによって、被搬送体１０１０は搬送方向に連続的に搬送される。搬送体１０３０の配置により、曲線を含めた自在な搬送路を構成することができる。駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた搬送機構１１００は、図３６に示すように、固定電極１１１０に対応して設けられた可動電極１１２０とともに搬送体１０３０の中央部付近が移動する。
【００７５】
本発明の第４の実施の形態に係る搬送機構１２００は、図３７に示すピストン型のマイクロアクチュエータ１２１０を、図３８に示すように、搬送路１２２０に沿って複数配列したものである。このピストン型のマイクロアクチュエータ１２１０は、滑らかな先端形状１２１１を有し固定柱１２１２に弾性連結された搬送体１２１３と、平行な多数の櫛歯を備え搬送体１２１３に固設された櫛歯状の可動電極１２１４と、該可動電極１２１４の櫛歯に対応させた多数の櫛歯を備えた固定電極１２１５と、各電極１２１４，１２１５の電圧を制御する制御部（不図示）を備え、各電極１２１４，１２１５の電圧の印加の有無により搬送体１２１３が線形往復移動するものである。複数のピストン型のマイクロアクチュエータ１２１０は、図３８（ａ）から図３８（ｅ）に示すように、搬送路１２２０に沿って配列されており、制御部の制御によって、その先端付近に搬送されてきた被搬送体１２３０を搬送方向に連携して押出し、被搬送体１２３０を搬送する。
【００７６】
本発明の第５の実施の形態に係る搬送機構１３００は、図３９に示すように、ベルト状の搬送体１３１０を静電マイクロモータ１３２０によって周回移動させることにより、搬送体１３１０に載置された被搬送体１３３０を搬送するものである。ベルト状の搬送体１３１０は、２つの静電マイクロモータ１３２０に掛け渡され、搬送体１３１０の内側面から内側に向かって設けられた矩形状突起１３１１と静電マイクロモータ１３２０の外側面から外側に向かって設けられた矩形状突起１３２１とが係合することにより、静電マイクロモータ１３２０の回転に伴って周回移動する。これにより、搬送体１３１０に載置された被搬送体１３３０は、搬送体１３１０が形成する所定の周回搬送経路に沿って搬送される。
【００７７】
本発明の第６の実施の形態に係る搬送機構１４００は、図４０に示すように、ベルト状の搬送体１４１０を静電マイクロアクチュエータ１４２０の駆動によって回転する回転体１４３０を回転させることにより、搬送体１４１０に載置された被搬送体１４４０を搬送するものである。ベルト状の搬送体１４１０は、２つの回転体１４３０に掛け渡され、搬送体１４１０の内側面から内側に向かって設けられた矩形状突起１４１１と回転体１４３０の外側面から外側に向かって設けられた矩形状突起１４３１とが係合することにより、回転体１４３０の回転に伴って周回移動する。回転体１４３０は、その矩形状突起１４３１と係合する他の矩形状突起１４５０が静電マイクロアクチュエータ１４２０（図３０の８００を参照。）の駆動による掃出し動作によって、回転する。これにより、搬送体１４１０に載置された被搬送体１４４０は、搬送体１４１０が形成する所定の周回搬送経路に沿って搬送される。
【００７８】
本発明の第７の実施の形態に係る搬送機構は、櫛歯型静電マイクロアクチュエータと並行平板型静電マイクロアクチュエータとを組み合わせて駆動することにより、被搬送体を搬送するものである。この搬送機構１５００は、図４１（ａ）に示す状態から、櫛歯型静電マイクロアクチュエータの可動電極１５１０が電圧の印加の有無によって図中の上下方向に移動すると、可動電極１５１０に固設された中間体１５２０が上下方向に移動する。中間体１５２０が上下方向の移動すると、この中間体１５２０の両側面に設けられた矩形状突起１５２１と係合する矩形状突起１５３１を側面に設けた搬送体１５３０が上下方向に移動する。この搬送体１５３０は、並行平板型静電マイクロアクチュエータの可動電極でもあり、この可動電極に対応して図示しない固定電極が設けられている。これらの電極に電圧が印加されていない状態で、図４１（ｂ）に示すように、搬送体１５３０の他の側面に設けられた矩形状突起１５３２と係合する矩形状突起１５４１を側面に設けた被搬送体１５４０が、規定されたレール１５５０上を上下方向に移動する。その後、並行平板型静電マイクロアクチュエータの各電極に電圧を印加し、並行平板型静電マイクロアクチュエータの可動電極、すなわち搬送体１５３０が図中紙面に直交する方向に移動することにより、被搬送体１５４０と搬送体１５３０との係合、及び搬送体１５３０と中間体１５２０との係合が解除される。このように、被搬送体１５４０は、レール１５５０上を図中上下方向の搬送方向に連続して搬送される。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る搬送機構を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るラチェット機構を用いた直線搬送機構を示す構成図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、ラチェット機構を用いた直線搬送機構に係る逃し部の形態をそれぞれ示す図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、ラチェット機構を用いた直線搬送機構に係る逃し部の形態をそれぞれ示す図である。
【図５】（ａ）から（ｃ）は、図２に示した直線搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図６】（ａ）から（ｃ）は、ラチェット機構を用いた別の直線搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図７】（ａ）から（ｃ）は、図２に示した搬送体を搬送方向に連続して設けた直線搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、搬送体を搬送方向に連続して設けたそれぞれ別の直線搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図９】（ａ）から（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るラチェット機構を用いた回転搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図１０】（ａ）から（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態に係るラチェット機構を用いた分岐搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図１１】ラチェット機構を用いた複合搬送機構を説明する図である。
【図１２】ラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた直線搬送機構を説明する図である。
【図１３】（ａ）から（ｃ）は、図１２に示した直線搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、ラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた回転搬送機構を説明する図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた別の回転搬送機構をそれぞれ説明する図である。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は、ラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いたさらに別の回転搬送機構をそれぞれ説明する図である。
【図１７】ラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いたさらに別の回転搬送機構を説明する図である。
【図１８】ラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いたさらに別の回転搬送機構を説明する図である。
【図１９】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた分岐搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図２０】ラチェット機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた複合搬送機構を適用した微小化学分析システムの実施例を示す図である。
【図２１】図２０における試料搬送車を示す図である。
【図２２】（ａ）及び（ｂ）は、試料搬送車の変形例をそれぞれ示す図である。
【図２３】（ａ）及び（ｂ）は、試料搬送車を連結した例をそれぞれ示す図である。
【図２４】試料搬送車を連接した例を示す図である。
【図２５】本発明の第２の実施の形態に係る掃出し機構を用いた直線搬送機構を示す構成図である。
【図２６】（ａ）から（ｄ）は、図２５に示した直線搬送機構の搬送動作を説明する説明図である。
【図２７】（ａ）から（ｃ）は、掃出し機構を用いた別の直線搬送機構を示す図である
【図２８】（ａ）から（ｄ）は、本発明の第１の実施の形態に係る掃出し機構を用いた回転搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図２９】掃出し機構を用いた複合搬送機構を説明する図である。
【図３０】掃出し機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた直線搬送機構を説明する図である。
【図３１】（ａ）から（ｄ）は、図３０に示した直線搬送機構の搬送動作を説明する説明図である。
【図３２】掃出し機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた回転搬送機構を説明する図である。
【図３３】（ａ）から（ｃ）は、図３２に示した回転搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図３４】本発明の第３の実施の形態に係る脈動機構を用いた搬送機構を示す構成図である。
【図３５】（ａ）及び（ｂ）は、図３４に示した搬送機構の搬送動作を説明する図である。
【図３６】脈動機構において、駆動部に櫛歯型静電マイクロアクチュエータを用いた搬送機構を説明する図である。
【図３７】本発明の第４の実施の形態に係る搬送機構に用いるピストン型のマイクロアクチュエータを説明する図である。
【図３８】図３７に示したピストン型のマイクロアクチュエータを用いた搬送機構を説明する図である。
【図３９】本発明の第５の実施の形態に係る搬送機構を説明する図である。
【図４０】本発明の第６の実施の形態に係る搬送機構を説明する図である。
【図４１】本発明の第７の実施の形態に係る搬送機構を説明する図である。
【符号の説明】
【００８０】
１、５３０、１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００ 搬送機構
２、２０、１２０、２２０、３２０、３７２、３８２、４１０、６２０、７２０、８２０、９２０、１０１０、１２１３、１３３０、１４４０、１５４０ 被搬送体
３ 搬送路
４、３０、１３０、２３０、３３０、３７３、３７５、３８５、６３０、７３０、８３０、９３０、１０３０、１３１０、１４１０、１５３０ 搬送体
５、４０、６４０、１０４０ 駆動部
６、５０、６５０、１０５０ 制御部
１０、１０´、６０、２００、６００、８００ 直線搬送機構（搬送機構）
２１、３１、１２１、１３１、２２１、２３１、３２１、３７１、３７６、３８１、３８３ 鋸歯
１００、３００、３７０、３８０、７００、９００ 回転搬送機構（搬送機構）
１４０、４００、７６０ 分岐搬送機構（搬送機構）
１６０、７５０ 複合搬送機構（搬送機構）
５００ 微小化学分析システム
５１０、５１０´ 、５４０試料搬送車（被搬送体）
５３０ａ 直線搬送ブロック
５３０ｂ 分岐搬送ブロック（分岐路を有するブロック）
５３０ｃ 曲線搬送ブロック
６２１、６３１、７２１、７３１、８２１、８３１、９２１，９３１、１３１１、１３２１、１５２１、１５３１、１５４１ 矩形状突起（突起）
１０２０ 壁面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の搬送方向に搬送される被搬送体と、
前記搬送方向に移動するときは前記被搬送体と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは前記被搬送体との係合が解除される搬送体と、
駆動により前記搬送方向及びその反対方向に前記搬送体を往復移動させる駆動部
を備えることを特徴とする搬送機構。
【請求項２】
所定の搬送方向に搬送され、鋸歯を設けた被搬送体と、
前記搬送方向に移動するときは前記被搬送体の鋸歯と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは前記被搬送体の鋸歯と滑り合う鋸歯を設けた搬送体と、
駆動により前記搬送方向及びその反対方向に前記搬送体を往復移動させる駆動部
を備えることを特徴とする搬送機構。
【請求項３】
所定の搬送方向に搬送される被搬送体と、
前記搬送方向に移動するときは前記被搬送体と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは前記被搬送体から離れる方向に移動することにより前記被搬送体との係合を解除する搬送体と、
駆動により前記搬送方向及びその反対方向に前記搬送体を往復移動させる駆動部
を備えることを特徴とする搬送機構。
【請求項４】
前記搬送体を、前記被搬送体が搬送される搬送路に沿って連続して設けたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の搬送機構。
【請求項５】
所定の搬送方向に搬送される被搬送体と、
前記被搬送体がその間を搬送される対向する壁面を備え、前記搬送方向に連続して設けられた複数の搬送体と、
駆動により、前記壁面の間の距離が前記被搬送体の幅を超える位置、及び前記壁面の間の距離が前記被搬送体の幅以下となる位置に前記壁面が位置するように、前記搬送体を往復移動させる駆動部
を備えることを特徴とする搬送機構。
【請求項６】
前記被搬送体が搬送される方向に分岐路を設け、前記分岐路の入り口に壁面の間の距離を制御する部材を設け、前記制御部材の位置を変えることにより、前記搬送体の幅を超える幅の分岐路に前記搬送体を移動させるように構成したことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の搬送機構。
【請求項７】
前記分岐路を有するブロックと、
前記搬送方向を一定として前記被搬送体が搬送されるように、請求項１から５の何れか１項に記載の搬送機構によって構成された直線搬送ブロックと、
前記搬送方向を変化させながら前記被搬送体が搬送されるように、請求項１から５の何れか１項に記載の搬送機構によって構成された曲線搬送ブロックのうち、
いずれか２以上の前記ブロックを組み合わせて構成したことを特徴とする搬送機構。
【請求項８】
液滴又は微小固形物を載置する前記被搬送体を、請求項１から７の何れか１項に記載の搬送機構によって搬送することを特徴とする微小化学分析システム。
【請求項１】
所定の搬送方向に搬送される被搬送体と、
前記搬送方向に移動するときは前記被搬送体と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは前記被搬送体との係合が解除される搬送体と、
駆動により前記搬送方向及びその反対方向に前記搬送体を往復移動させる駆動部
を備えることを特徴とする搬送機構。
【請求項２】
所定の搬送方向に搬送され、鋸歯を設けた被搬送体と、
前記搬送方向に移動するときは前記被搬送体の鋸歯と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは前記被搬送体の鋸歯と滑り合う鋸歯を設けた搬送体と、
駆動により前記搬送方向及びその反対方向に前記搬送体を往復移動させる駆動部
を備えることを特徴とする搬送機構。
【請求項３】
所定の搬送方向に搬送される被搬送体と、
前記搬送方向に移動するときは前記被搬送体と係合し、前記搬送方向と反対方向に移動するときは前記被搬送体から離れる方向に移動することにより前記被搬送体との係合を解除する搬送体と、
駆動により前記搬送方向及びその反対方向に前記搬送体を往復移動させる駆動部
を備えることを特徴とする搬送機構。
【請求項４】
前記搬送体を、前記被搬送体が搬送される搬送路に沿って連続して設けたことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の搬送機構。
【請求項５】
所定の搬送方向に搬送される被搬送体と、
前記被搬送体がその間を搬送される対向する壁面を備え、前記搬送方向に連続して設けられた複数の搬送体と、
駆動により、前記壁面の間の距離が前記被搬送体の幅を超える位置、及び前記壁面の間の距離が前記被搬送体の幅以下となる位置に前記壁面が位置するように、前記搬送体を往復移動させる駆動部
を備えることを特徴とする搬送機構。
【請求項６】
前記被搬送体が搬送される方向に分岐路を設け、前記分岐路の入り口に壁面の間の距離を制御する部材を設け、前記制御部材の位置を変えることにより、前記搬送体の幅を超える幅の分岐路に前記搬送体を移動させるように構成したことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の搬送機構。
【請求項７】
前記分岐路を有するブロックと、
前記搬送方向を一定として前記被搬送体が搬送されるように、請求項１から５の何れか１項に記載の搬送機構によって構成された直線搬送ブロックと、
前記搬送方向を変化させながら前記被搬送体が搬送されるように、請求項１から５の何れか１項に記載の搬送機構によって構成された曲線搬送ブロックのうち、
いずれか２以上の前記ブロックを組み合わせて構成したことを特徴とする搬送機構。
【請求項８】
液滴又は微小固形物を載置する前記被搬送体を、請求項１から７の何れか１項に記載の搬送機構によって搬送することを特徴とする微小化学分析システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【公開番号】特開２００６−１２５８８６（Ｐ２００６−１２５８８６Ａ）
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１１４４１（Ｐ２００４−３１１４４１）
【出願日】平成１６年１０月２６日（２００４．１０．２６）
【出願人】（５９３００６６３０）学校法人立命館 (359)
【出願人】（３９０００２４７３）ＴＯＷＡ株式会社 (192)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月１８日（２００６．５．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１０月２６日（２００４．１０．２６）
【出願人】（５９３００６６３０）学校法人立命館 (359)
【出願人】（３９０００２４７３）ＴＯＷＡ株式会社 (192)
【Ｆターム（参考）】
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